Familienalbum des FRM II

JUNI 2003 - Stoiber gibt Startsignal: Der Bayerische Ministerpräsident Dr. Edmund Stoiber besichtigt die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier Leibnitz (FRM II), bevor sie am 2. März 2004 ihre erste Kritikalität erreicht. Am 04. Juni 2003 gab der Bayerische Ministerpräsident Dr. Edmund Stoiber (4. v. l.) zusammen mit Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Wolfgang A. Herrmann (1. v. l.), dem Präsidenten der Technischen Universität München, das Startsignal für die Inbetriebnahme der neuen Neutronenquelle FRM II in Garching. Dr. Hans Zehetmair, Bayerischer Staatsminister für Wissenschaft, Forschung und Kunst (3. v. r.); Prof. Klaus Schreckenbach, von 1999 bis 2005 Technischer Direktor des FRM II (2. v. r.), und Prof. Klaus Böning , Projektleiter bei Planung und Bau der neuen Forschungs-Neutronenquelle (vorne r.).
© Wenzel Schürmann / TU München

JUNI 2003 - Am Anfang war der Tanzboden: Das Strukturpulverdiffraktometer SPODI (l.) und das Dreiachsenspektrometer PUMA (r.) in der Aufbauphase. An der Detektorbank von SPODI begutachtet der leitende Ingenieur den so genannten „Tanzboden“. Der FRM II ist zu diesem Zeitpunkt im Juni 2003 noch nicht in Betrieb. Die Instrumente SPODI und PUMA stehen kurz vor der Inbetriebnahme in der Experimentierhalle. Die roten Überschuhe verhinderten, dass an den Schuhen anhaftender Schmutz die polierte Fläche des Tanzbodens verkratzt.
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OKTOBER 2010 - Generaldirektor der IAEO besucht Neutronenquelle: Yukiya Amano (3. v. r.) stattet dem FRM II im Rahmen seiner ersten Europareise als Generaldirektor der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEO) einen offiziellen Besuch ab. Yukiya Amano bezeichnet den FRM II als „eine der modernsten kerntechnischen Anlagen Europas mit robustem Sicherheitskonzept“. Begleitet wird Amano bei seinem Informationsbesuch vom bayerischen Wissenschaftsminister Dr. Wolfgang Heubisch (4. v. r.), Vertretern der Bundesregierung und des Vorstands des Forschungszentrums Jülich sowie den Direktoren der Neutronenquelle. Die IAEO ist eine zwischenstaatliche Organisation mit Sitz in Wien und das globale Zentrum für die Zusammenarbeit bei nuklearen Anwendungen, Energie, Wissenschaft und Technologie. Im Jahr 1957 gegründet, fördert die Organisation die sichere und friedliche Nukleartechnikologie. Die IAEO wurde 2005 mit dem Friedensnobelpreis ausgezeichnet.
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JULI 2014 - Positronen marsch: Ein Exot zwischen den Neutronen-Instrumenten ist die Positronenquelle NEPOMUC. Sie bietet eigene Messinstrumente, die permanent erweitert und optimiert werden. Der Instrumentwissenschaftler Prof. Dr. Christoph Hugenschmidt nimmt für die Umbauten den Taktstock, pardon, den Schraubenschlüssel in die Hand. Am Instrument NEPOMUC (NEutron induced POsitron source MUniCh) wird der Positronenstrahl für Grundlagenexperimente und Materialforschung genutzt. Positronen können Defekte im Atomgitter aufspüren und gleichzeitig die Atomsorten unterscheiden. So haben Forschende unter einer Schicht von 500 atomaren Aluminiumlagen am FRM II eine einzelne Lage aus Zinnatomen zerstörungsfrei mit Positronen nachgewiesen. Auch Fehlstellen von Atomen im Gitter werden von den Positronen detektiert. Diese können bei mechanischer Belastung des Materials zu Rissen führen. So können Positronen unter zehn Millionen Atomen ein fehlendes Atom aufspüren.
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JULI 2014 - Afrikanischer Tanzboden: Facharbeiter verlegen einen neuen Tanzboden für das Instrument KOMPASS in der Neutronenleiterhalle West. Auf dem glattgeschliffenen Steinboden können sich die tonnenschweren Geräte mit Zehntelmillimeterpräzision durch so genannte Luftlager fortbewegen. Das Gestein (Gabro) ist besonders spannungsarm und lässt sich in großen Platten eben herstellen. Er stammt aus einem Steinbruch in Südafrika. Das Dreiachsenspektrometer KOMPASS (KOeln-Münchner auf PolarisationsAnalyse Spezialisiertes Spektrometer) „tanzt“ auf dem Boden und ermöglicht Untersuchungen von komplexen und schwachen magnetischen Strukturen und deren Dynamik.
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SEPTEMBER 2014 - Altes geht, Neues kommt: Mehr Raum für die Neutronenforschung. Bis zu 1.200 Gastwissenschaftler:innen aus aller Welt kommen jährlich nach Garching, um an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) Messungen durchzuführen. Altes geht: Das alte Büro- und Laborgebäude (Flachbau I) aus den Anfangsjahren des ersten Forschungsreaktors FRM (1950er-Jahre) muss weichen. Der FRM mit seiner charakteristischen Ei-Form ist noch heute das Wahrzeichen für das Forschungsgelände Garching. Als erstes Institut auf dem heutigen Campus bildet er die Keimzelle für eines der größten Forschungsareale in Europa. Neues kommt: Die neuen MLZ-Gebäude bieten seit Oktober 2020 zusätzliche Forschungskapazitäten; auf rund 4.550 Quadratmetern Fläche entstanden im Auftrag des BMBF sowie des Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst in dreijähriger Bauzeit neue Labore, Büros und Werkstätten, die von den mehr als 400 Mitarbeiter:innen sowie Gastwissenschaftler:innen genutzt werden.
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SEPTEMBER 2016 - Mit Neugier und Tatendrang: Studierende des JCNS-Laborkurses in der Neutronenleiterhalle West. Am MLZ wird der Nachwuchs in den naturwissenschaftlich-technischen Fächern gefördert. So werden Schüler:innen über das breite Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten informiert. Studierenden, Promovierenden und Promovierten bietet das MLZ eine fächerübergreifende Ausbildung und Zugang zu spezialisierten Lehrangeboten, z. B. in Praktika, Sommerschulen, Workshops und Konferenzen. Ingenieur:innen und Wissenschaftler:innen können bieten sich am MLZ Karriereperspektiven und eine einzigartige Ausbildung auf höchstem Niveau in Anspruch nehmen.
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FEBRUAR 2017 - Antimaterie im Sekundentakt: Das MLZ bietet nicht nur Messmöglichkeiten mit Neutronen, sondern auch mit Positronen, den Antiteilchen der Elektronen. Antimaterie klingt zwar nach Science-Fiction, hat aber lebenspraktische Anwendungen. So untersuchten Dr. Thomas Gigl (l.) und Dr. Stefan Seidlmayer Lithium-Ionenakkus. NEPOMUC ist unangefochten die intensivste Quelle langsamer Positronen der Welt. Sie erzeugt eine Milliarde Positronen pro Sekunde, das ist bis zu 1.000 Mal mehr als vergleichbare Anlagen.
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SEPTEMBER 2017 - An einen Eckpfeiler der Physik gestoßen: Das Dreiachsenspektrometer PANDA bietet neben Praktika für Studierende auch Messmöglichkeiten mit Hochfeldmagneten für Gastwissenschaftler:innen. So stießen Forschende hier an die Grenzen eines Eckpfeilers der Physik. Seit 1927 nahm man gemäß der Born-Oppenheimer-Näherung an, dass sich Atomkerne und Elektronen gegenseitig in ihren Bewegungen nur in Ausnahmefällen in Festkörpern beeinflussen, weil sich die Teilchen stark in ihrer Masse unterscheiden. Bei ihren Messungen am PANDA fanden Forschende jedoch etwas Überraschendes: unerwartete Energiezustände von Elektronen und Phononen. Sie wiesen Kopplungen zwischen den Bewegungen der Atomkerne und den Elektronen nach, die es laut der Born-Oppenheimer-Näherung nicht geben dürfte. Ihre Ergebnisse zeigten: Die Wechselwirkung zwischen Gitterschwingungen und Elektronen führt zu neuen Energiezuständen der Elektronen.
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NOVEMBER 2017 - Von Stopfen und Strahlen: Dr. Linus Willerding bereitet den Tausch des Strahlrohrstopfens SR6a vor. Hier ist Fingerspitzengefühl gefragt, denn trotz schwersten Teilen handelt es sich um Feinmechanik. Ganz entscheidend für das Gelingen des Projekts ist die äußerst präzise Ausrichtung der Strahlrohrwechselmaschine. Diese spezielle und einzigartige Apparatur muss einerseits behutsam zwischen den eng beieinanderstehenden Messinstrumenten in der Experimentierhalle positioniert, andererseits aber auch akkurat am Stopfen ausgerichtet werden. Einige Instrumente werden zu diesem Zweck teilweise ab- und umgebaut. Das ist Millimeterarbeit, denn der Platz ist sehr begrenzt.
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JUNI 2018 - Dem Spin auf der Spur: Experimente am Dreiachsenspektrometer PUMA haben eine weitere Facette zur Aufklärung der Hochtemperatur-Supraleitung beigetragen. Untersuchungen ergaben, dass kollektive Veränderungen der Spins (elektromagnetischer Drehimpuls) von Elektronen deutlich oberhalb der Sprungtemperatur entstehen, bei der die Supraleitung einsetzt. Wenn sich viele Spins koppeln, können sich in einem Kristall elektromagnetische Bereiche mit einer Vorzugsrichtung ausbilden, so genannte nematische Phasen. In diesen sehen Wissenschaftler:innen den Schlüssel zum Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung. Daher konzentriert sich die Forschung auf die Beziehung zwischen der Spin-Dynamik in nematischen Phasen und der Hochtemperatur-Supraleitung.
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SEPTEMBER 2018 - Nur nicht festfrieren: Ein großer Vorteil bei der Neutronenforschung ist die Durchdringungskraft der Neutronen – auch für massive Materialien. Das ist nicht nur gut für die Untersuchung technischer Bauteile, sondern ermöglicht auch die Verwendung aufwendiger Apparaturen, um eine Probe zu temperieren, sie unter hohen Druck zu bringen oder ein Magnetfeld anzulegen. Die Wandungen dieser Apparaturen, die die zu untersuchende Probe umschließen, können nahezu transparent für die Neutronen aufgebaut werden. Der Umgang mit tiefen Temperaturen erfordert hierbei Sorgfalt, die auch in Praktika vor Ort vermittelt wird. Bei einem Wechsel einer Probe aus einer tief kalten Umgebung vereist der Probenhalter und es bildet sich auch an oberen Teilen Kondenswasser. Vor einem Wiedereinbau muss er daher sorgfältig getrocknet werden.
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NOVEMBER 2018 - Wie man ein 22 Meter langes Rohr anhebt: Das Instrument KWS-2, das fünf Tonnen wiegt, soll angehoben werden. Es ist eine Herkulesaufgabe, diesen Koloss aus Edelstahl zu bewegen, nicht nur wegen seines Gewichtes, sondern vielmehr wegen der nötigen Koordination. Ingenieur Kendal Bingöl prüft die Position der Detektorröhre. Die Kleinwinkelstreuanlange KWS-2 ist ein 22 m langes Rohr mit 1,4 m Durchmesser, in dem der Detektor hinter der zu untersuchenden Probe fahren kann. Um einen neuen Detektor mit 25-fach höherer Messleistung nutzen zu können, muss die Röhre zehn Zentimeter angehoben werden. Dabei darf es keine Risse in der Röhre geben, denn während der Messung mit Neutronen herrscht in der Röhre Vakuum. Ein Haarriss würde das zunichtemachen und zu einem Ausfall führen. Doch am Ende sitzt das Rohr millimetergenau auf seiner neuen Position und erste Messungen zeigen: Der Neutronenstrahl trifft genau mittig auf den neuen Detektor.
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AUGUST 2019 - Ferienprogramm: Einen Tag als Wissenschaftler:in: Kinder aus der Gemeinde Neubiberg finden am Aktionstag des FRM II ihr liebstes chemisches Element und lernen, was sich hinter Magnetismus verbirgt. Wie die Bestandteile der Atome zusammengefügt werden, können die Kinder nach der Führung bei einer Basteleinheit selbst ausprobieren. Sie bauen die chemischen Elemente aus magnetischen Bausteinen nach, die die Neutronen, Protonen und Elektronen darstellen. Wie echte Wissenschaftler:innen schlüpfen die Kinder in Labormäntel. Dann gehen sie zum Besucherfenster, um zu sehen, wo die Neutronen herkommen. Während der speziellen Kinderführungen dürfen die Kinder die Schaltwarte des FRM II besichtigen. Außerdem lernen sie die Instrumente in der Neutronenleiterhalle genauer kennen.
© Wenzel Schürmann / TU München