Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschungszentrum Jülich plant neuartige Neutronenquelle

17.02.2016

Konzept auf Festakt zum zehnjährigen Bestehen des Jülich Centre for Neutron Science vorgestellt

Forschung mit Neutronen ermöglicht einzigartige Einblicke in das Innere von Materie und ist damit eine Schlüsseltechnologie für viele Wissenschaftsbereiche. Die aufwendigen Untersuchungen finden oft an Forschungsreaktoren statt, von denen viele in den kommenden Jahren das Ende ihrer Betriebsdauer erreichen werden.


Eine extrem kompakte Neutronenquelle mit Beschleunigern relativ niedriger Endenergie will das Jülicher Projektteam durch Nutzung neuster technologischer Entwicklungen in den Bereichen Target, Moderator, Strahlextraktion, Strahlführung und Neutronenoptik realisieren. Optimiert für bestimmte Untersuchungen, etwa von kleinen Proben, soll sie die großen internationalen Anlagen in idealer Weise ergänzen.

Copyright: Forschungszentrum Jülich


Prof. Dr. Thomas Brückel (links), Direktor am JCNS, stellte das Konzept der hochbrillanten Neutronenquelle auf einem Festakt anlässlich des zehnjährigen Bestehens des Instituts vor. Die weiteren Festredner von links: Prof. Dr. Ghaleb Natour, Direktor am ZEA, Prof. Dr. Helmut Schober, ILL, Prof. Dr. Dieter Richter, JCNS, Prof. Dr. Sebastian Schmidt, Mitglied des Jülicher Vorstands, und Prof. Dr. Richard Wagner, ehemaliges Mitglied des Jülicher Vorstands.

Copyright: Forschungszentrum Jülich

Das Forschungszentrum Jülich hat mit der Entwicklung eines Konzepts für kosteneffiziente Neutronenquellen begonnen, die mittelgroße Anlagen ablösen sollen. Sie funktionieren ohne die reaktortypische Kettenreaktion. Auch kleinere Anlagen im Labormaßstab lassen sich mit dem gleichen Prinzip realisieren.

Das Konzept und die Ergebnisse erster Komponententests haben die Forscher in der Januarausgabe der internationalen Fachzeitschrift European Physics Journal Plus (DOI: 10.1140/epjp/i2016-16019-5) und auf einem Festakt anlässlich des zehnjährigen Bestehens des Jülich Centre for Neutron Science (JCNS) am 17. Februar vorgestellt.

„Leistungsfähige mikroskopische Analysemethoden sind eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung neuer Materialien und Materialsysteme. Neutronen sind dabei wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften für Wissenschaftler vieler Disziplinen unverzichtbar, von der Physik über die Chemie, Biologie, Geologie bis hin zu den Material- und Ingenieurswissenschaften“, betonte Prof. Sebastian M. Schmidt, Mitglied des Jülicher Vorstands, auf dem Festakt in Jülich.

Die ungeladenen Bausteine von Atomkernen verraten unter anderem, wo sich Atome befinden, wie sie sich bewegen und welche magnetischen Eigenschaften sie besitzen. Im Gegensatz zu Techniken wie der Elektronenmikroskopie oder der Röntgenbeugung liefern sie auch Informationen über leichte Elemente und können für sensible Proben genutzt werden.

Die wissenschaftlich und technisch anspruchsvollen Untersuchungen finden an großen und mittelgroßen spezialisierten Forschungsanlagen, den Neutronenquellen, statt. Oft handelt es sich um Forschungsreaktoren. Einige davon werden jedoch bereits in weniger als 5 Jahren ihren Betrieb einstellen.

Das Jülicher Konzept basiert auf der Nutzung neuester technologischer Entwicklungen, die eine beschleunigerbasierte Produktion stark gebündelter Neutronen ermöglicht. Anders als bei Reaktoren findet hier keine Kettenreaktion statt – stattdessen werden Neutronen durch Kollisionen von beschleunigten Deuteriumatomen mit Metallfolien freigesetzt.

Mit der neuen Neutronenquelle können Neutronen für ausgewählte Zwecke besonders effizient genutzt werden. „Für bestimmte Fragestellungen werden so Ergebnisse möglich, die den derzeit führenden Quellen nicht nachstehen, und dies mit nur circa 30 Prozent der Kosten“, erläuterte Prof. Dr. Thomas Brückel, Direktor am JCNS. Die gebündelten Neutronen eignen sich sehr gut, um kleine Proben zu untersuchen, etwa Proteinkristalle, die oft kleiner als einen Kubikmillimeter sind. So lässt sich etwa die Position leichter Elemente ermitteln, die oft entscheidend für die biologische Funktion ist.

Zunächst soll die Machbarkeit an einem Prototypen gezeigt werden. Dazu haben die Jülicher mittels Computersimulationen und Tests an Bauteilprototypen bereits erste Komponenten für die HBS optimiert. Die Helmholtz-Gemeinschaft hat das Projekt wegen seiner Bedeutung für den Forschungsstandort Deutschland auf die „Roadmap für Forschungsinfrastrukturen 2015“ aufgenommen.

„In der Forschung mit Neutronen ist Europa weltweit führend. Diese Stellung hat es einem Netzwerk von Neutronenquellen zu verdanken. Selbst die zukünftig weltweit stärkste beschleunigerbasierte Neutronenquelle, die European Spallation Source (ESS), die derzeit im schwedischen Lund entsteht, kann allein die Lücke nicht schließen, die durch den Wegfall der Forschungsreaktoren gerissen wird“, so Brückel . „Um bestimmte wissenschaftliche Experimente durchführen, Nutzer anwerben, Nachwuchs ausbilden und Methoden entwickeln zu können, brauchen wir daher weiterhin ein europäisches Netzwerk von Neutronenquellen.“

Über das Jülich Centre for Neutron Science

Seit seiner Gründung 2006 ist das Jülicher Institut mit der – in der Neutronenforschung einmaligen – Strategie erfolgreich, seinen Nutzern herausragende Instrumente an den international führenden Neutronenquellen anzubieten und dies mit einem exzellenten wissenschaftlichen Umfeld in ausgewählten Forschungsfeldern zu kombinieren. An der weltweit leistungsfähigsten Neutronenquelle der Welt, am Institut Laue-Langevin im französischen Grenoble ist das JCNS an fünf Instrumenten beteiligt. Unter dem Dach des Heinz Maier-Leibnitz Zentrums an der leistungsfähigsten deutschen Forschungsneutronenquelle in Garching bei München betriebt das JCNS zurzeit elf Neutroneninstrumente, zum Teil gemeinsam mit Partnerinstitutionen; zwei weitere sind im Bau. An der Spallation Neutron Source in Oak Ridge, USA, ermöglicht ein Jülicher Neutronenspektrometer als einziges nichtamerikanisches Messinstrument deutschen und europäischen Forschern, wertvolle Erfahrungen zu sammeln für den Bau und Betrieb von Instrumenten für die ESS. Drei Instrumente hat das Forschungszentrum an den chinesischen CARR-Reaktor in der Nähe von Peking verkauft, wodurch deutsche Forscher auch die dortigen Instrumente nutzen können.

Originalveröffentlichung:

The Jülich high-brilliance neutron source project;
U. Rücker, T. Cronert, J. Voigt, J.P. Dabruck, P.-E. Doege, J. Ulrich, R. Nabbi, Y. Bessler, M. Butzek, M. Büscher, C. Lange, M. Klaus, T. Gutberlet and T. Brückel;
Eur. Phys. J. Plus (2016) 131: 19;
DOI 10.1140/epjp/i2016-16019-5

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Thomas Brückel, Direktor am Jülich Centre for Neutron Science und Peter Grünberg Institut – Bereich “Streumethoden” (JCNS-2/PGI-4), Forschungszentrum Jülich, Tel. 02461 61-4750, E-Mail: t.brueckel@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Angela Wenzik, Wissenschaftsjournalistin, Forschungszentrum Jülich,
Tel. 02461 61-6048, E-Mail: a.wenzik@fz-juelich.de

Weitere Informationen:

http://www.fz-juelich.de/jcns/ - Jülich Centre for Neutron Science
http://www.fz-juelich.de/jcns/EN/Leistungen/High-Brilliance-Neutron-Source/_node... - “The High Brilliance Neutron Source Project” (engl.)
http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2006/index4549_htm.... - Pressemitteilung vom 13.2.2006 zur Gründung des JCNS
http://www.fz-juelich.de/ics/ics-1/DE/UeberUns/JCNSHistory/_node.html - Die Geschichte des JCNS

Angela Wenzik | Forschungszentrum Jülich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Physiker entdecken neuen Transportmechanismus von Nanopartikeln durch Zellmembranen
14.12.2018 | Universität des Saarlandes

nachricht Tanz mit dem Feind
12.12.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

Show Time für digitale Medizin-Innovationen

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät

14.12.2018 | Medizin Gesundheit

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Cohesin treibt die Alterung von Blutstammzellen voran

14.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics