Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Superlicht für Wissenschaft und Industrie

26.11.2002


Mit kurzwelligen Röntgenstrahlen werden in einem so genannten Diffraktometer Kristalle und Pulver untersucht, um innere Strukturen und Kristallgrößen hochgenau zu vermessen.


Der Speicherring der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA hat einen Umfang von 110 Metern. Durch gelbe Ablenkmagnete wird die Synchrotronstrahlung erzeugt, die in Messhütten außerhalb der sternförmigen Beton-Ummantelung zur Verfügung steht.


Synchrotronstrahlungsquelle ANKA im Forschungszentrum Karlsruhe nun uneingeschränkt verfügbar


Die Synchrotronstrahlungsquelle ANKA (ÅNgströmquelle KArlsruhe) wurde im Forschungszentrum Karlsruhe im Jahr 2001 in Betrieb genommen. Seither sind die Betriebsbedingungen optimiert und die Strahlrohre für analytische Messungen sowie für die Fertigung von Mikrobauteilen aufgebaut worden. Ab Anfang 2003 steht die Anlage uneingeschränkt für die wissenschaftliche und wirtschaftliche Nutzung zur Verfügung. Während die Strahlzeit für Industriekunden von der eigens dafür gegründeten ANKA GmbH vermarktet wird, koordiniert das Forschungszentrum die Nutzung durch Wissenschaftler von nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen. Strahlzeit für wissenschaftliche Vorhaben kann nun erstmals bis zum 31. Dezember 2002 beantragt werden, danach jeweils zum 30. Juni und zum Jahresende. Eine internationale Expertenkommission begutachtet die Anträge und entscheidet über die Zuteilung der halbjährlich 3000 Stunden Strahlzeit.

Mit Synchrotronstrahlung kann man die Oberfläche und das Innere von Bauteilen und Materialien zerstörungsfrei untersuchen. Zusammensetzung, Struktur, chemische, elektronische, magnetische und mechanische Eigenschaften werden so, im wahrsten Sinne des Wortes, einsehbar. Beispielsweise lassen sich Gläser untersuchen, deren amorphe Struktur mit konventionellen Methoden nicht erfasst werden kann. Auf diese Weise können Fertigungsprozesse kontrolliert und optimiert werden. Für die zerstörungsfreie Analytik von Materialien stehen an ANKA Strahlrohre mit Röntgen-Absorptionsspektroskopie (EXAFS) und Röntgen-Fluoreszenz für den Spurenelementnachweis, Röntgen-Topographie und Diffraktometrie für die Untersuchung kristalliner Materialien (einschließlich Kristallographie für Proteine und Makromoleküle) und schließlich Infrarot für Spektroskopie, Mikroskopie sowie Ellipsometrie zur Verfügung.


Bei der Mikrofertigung mit dem im Forschungszentrum Karlsruhe entwickelten LIGA-Verfahren (LIGA = Röntgentiefen-Lithographie, Galvanik und Abformung) stellt man durch gezielte Bestrahlung von Plexiglas hochgenaue Urformen her. Über anschließende Vervielfältigungsverfahren können Mikrobauteile aus Metall, Kunststoff oder Keramik wirtschaftlich hergestellt werden. Auf diesem Gebiet nimmt das Forschungszentrum eine weltweit führende Stellung ein. An ANKA stehen für Strukturierungsaufgaben verschiedene Wellenlängen zur Verfügung: für die Herstellung von Masken bis zu einer Wellenlänge von 100 µm, für die routinemäßige Fertigung von Mikrostrukturen bis 500 µm und für explorative Entwicklungen auch im mm-Bereich.

Die Nachfrage nach Synchrotronstrahlung bei Industrie und Wissenschaft ist groß. Im Forschungszentrum Karlsruhe selbst besteht ein steigender Bedarf im Rahmen von Mikrofertigung, Umweltanalytik und Nanotechnologie. Deshalb wurde im September 1996 mit der Errichtung der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA begonnen. Das Projekt mit einem Gesamtaufwand von rund 36 Mio. Euro wurde aus Mitteln des Bundes, des Landes Baden-Württemberg und des Forschungszentrums Karlsruhe finanziert. Das große Engagement des Landes Baden-Württemberg, das abweichend vom üblichen Finanzierungsschlüssel 50 % der Beschaffungskosten trug, zielt vor allem darauf ab, eine zukunftsweisende Infrastruktur für Wissenschaft und Wirtschaft zur Verfügung zu stellen.


Synchrotronstrahlung

In einem Synchrotron werden Elementarteilchen (Elektronen oder ihre Antiteilchen, die Positronen) auf einer kreisförmigen Bahn auf hohe Energien beschleunigt; in ANKA erreichen Elektronen eine Endenergie von 2,5 GeV (Giga-Elektronenvolt = Milliarden Elektronenvolt). Die Elektronen kreisen dann im Hochvakuum mit beinahe Lichtgeschwindigkeit in einem ringförmigen Speicherrohr von 110 Meter Umfang.

Die Ablenkung der Elektronen auf die Kreisbahn erfolgt durch Magnete. Bei der Ablenkung im Magnetfeld erzeugen die Elektronen die so genannte Synchrotronstrahlung. Synchrotronstrahlung ist elektromagnetische Strahlung wie Sonnenlicht oder Radiowellen. Sie hat aber besondere Eigenschaften, die sie für viele Anwendungen wertvoll macht: Sie zeichnet sich durch ein kontinuierliches Spektrum von der harten Röntgenstrahlung über Ultraviolett und sichtbares Licht bis ins ferne Infrarot aus (40 keV bis 0,5 meV). Darüber hinaus hat sie eine um Größenordnungen höhere Strahlungsintensität und Brillanz als herkömmliche Lichtquellen; das Licht ist hochparallel und polarisiert. Für die meisten Anwendungen ist insbesondere der Röntgenanteil der Strahlung von Interesse.

Interessenten können Strahlzeit für wissenschaftliche Projekte bis zum 31. Dezember 2002 beantragen. Technische Informationen für Nutzer sowie Antragsformulare können unter http://www.fzk.de/iss abgerufen werden.

Das Forschungszentrum Karlsruhe ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, die mit ihren 15 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2,1 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands ist. Die insgesamt 24 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Helmholtz-Gemeinschaft forschen in den Bereichen Struktur der Materie, Erde und Umwelt, Verkehr und Weltraum, Gesundheit, Energie sowie Schlüsseltechnologien.

Anfragen zur Nutzung der Synchrotronstrahlung bitte an Herrn Dr. Michael Hagelstein (Telefon 07247/82-6186, e-Mail: Michael.Hagelstein@iss.fzk.de).

Inge Arnold | idw
Weitere Informationen:
http://www.fzk.de/iss

Weitere Berichte zu: ANKA Elektron Mikrofertigung Strahlzeit Synchrotronstrahl

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten
07.12.2017 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

nachricht Aufgewärmt am Start
05.12.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Goldmedaille für die praktischen Ergebnisse der Forschungsarbeit bei Nutricard

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Nachwuchs knackt Nüsse - Azubis der Friedhelm Loh Group für Projekte prämiert

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit 3D-Zellkulturen gegen Krebsresistenzen

11.12.2017 | Medizin Gesundheit