Keine Neutronen, keine Forschung? Weit gefehlt!

Forschende an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) haben es derzeit nicht leicht: Seit mehr als zwei Jahren steht der Reaktor still und produziert keine Neutronen. Doch ganz im Geiste der Wissenschaft wird auch in dieser Zeit fleißig weiter getüftelt: an den Instrumenten, an besserer Software, mit alternativen Verfahren.

Die gute Nachricht ganz zuerst: Auch ohne Neutronen betreiben Wissenschaftler*innen am FRM II bedeutende Forschung. An der Gammabestrahlungsanlage beispielsweise, die sich im Abklingbecken des Forschungsreaktors befindet, nutzen sie die verbleibende Gammastrahlung abgebrannter Brennelemente für die Forschung zu Endlagerstätten. Einzigartig sei die Anlage, so der Physiker Dr. Vladimir Hutanu – und unabhängig davon, ob der Reaktor läuft.

Neue Spezial-Software zur Auswertung

Optimal ist es natürlich nicht, wenn eine Neutronenquelle keine Neutronen liefert, so viel steht fest. „Erstaunlicherweise habe ich trotzdem mehr als genug zu tun gerade“, sagt Dr. Andreas Ostermann. Der Biologe betreut zusammen mit seinem Kollegen Tobias Schrader das Instrument BIODIFF und nutzt die neutronenfreie Zeit für ein Projekt, das bisher nebenherlief und jetzt seine volle Aufmerksamkeit bekommt.

Gemeinsam mit Dr. Zamaan Raza und Dr. Christian Trageser aus der Abteilung Scientific Computing am Forschungszentrum Jülich, entwickeln Ostermann und sein Kollege Schrader eine neue Auswertungssoftware für Flächendetektoren. „Bisher nutzen wir zur Auswertung eine kommerzielle Fremdsoftware, die eigentlich für Röntgenstrahlung und nicht Neutronen bestimmt war“, so der Wissenschaftler. „Mit unserer eigenen Auswertungssoftware für Diffraktometer mit Flächendetektoren wie unser Instrument BIODIFF werden wir selbständiger und können sie ganz nach unseren eigenen Bedürfnissen programmieren und zeitnah anpassen.“ Als open-source-Software steht das Programm auch Instrumenten an anderen Neutronenquellen weltweit zur Verfügung.

Sebastian Mühlbauer an Werkbank Solange es keine Neutronen gibt, ist Zeit für Tüfteleien an der Werkbank. Hier Dr. Sebastian Mühlbauer, Instrumentwissenschaftler am Instrument SANS-1. © Nikita Gibalenko / FRM II

Solange es keine Neutronen gibt, ist Zeit für Tüfteleien an der Werkbank. Hier Dr. Sebastian Mühlbauer, Instrumentwissenschaftler am Instrument SANS-1. © Nikita Gibalenko / FRM II

Europäische Neutronenforschungsgemeinschaft hält zusammen

Auch wenn es Alternativen zur kurzfristigen Überbrückung gibt, ersetzen können sie die leistungsstarken, hochauflösenden, ultrasensiblen Neutronen-Experimente nicht. Die europäische Forschungsgemeinschaft springt daher ein: Das Budapest Neutron Center lädt im Rahmen der League of advanced European Neutron Sources Forschende zusammen mit ihren betreuenden Instrumentwissenschaftler*innen zu sich ein.

Wissenschaftler*innen, die bereits Messzeiten zugeteilt bekommen haben und deren Experimente technisch an den BNC-Instrumenten möglich sind, sind herzlich willkommen. Nutzer*innen der MLZ-Instrumente KWS-1, KWS-2, PGAA und NAA nehmen diese Möglichkeit wahr. Mit zehn Megawatt bietet der Budapester Forschungsreaktor jedoch nur die Hälfte der Leistung des FRM II.

Vorgezogene Wartung: Vorbereitung für das Wiederanfahren

Für einige Forschende ist die niedrigere Leistung zu wenig – ihre Experimente würden zu lange brauchen oder wären gar nicht durchführbar. Sie warten sehnsüchtig darauf, ihre Vorhaben am FRM II, einer der weltweit modernsten und leistungsstärksten Neutronenquellen, durchzuführen.

Sobald der FRM II wieder eigene Messzeiten anbieten kann, geht es hier in vollem Tempo weiter! Wichtige und umfangreiche Umbau- und Wartungsarbeiten, wie sie beispielsweise für das Jahr 2024 vorgesehen waren, werden vorgezogen und jetzt schon durchgeführt. So muss die Neutronenquelle nicht nach dem Anfahren schon bald wieder in die Wartungspause.

Science Slam 2022 Dr. Johanna Jochum und Dr. Sebastian Mühlbauer präsentieren beim Science Slam der Fachschaft Maschinenbau der TUM, wie das Leben eines Neutrons im FRM II aussieht. © Fachschaft Maschinenbau der TUM

Dr. Johanna Jochum und Dr. Sebastian Mühlbauer präsentieren beim Science Slam der Fachschaft Maschinenbau der TUM, wie das Leben eines Neutrons im FRM II aussieht. © Fachschaft Maschinenbau der TUM

Vorträge, Gutachten, Publikationen: Wissenschaft ist mehr als „nur Forschen“

Zum normalen Forschungs-Alltag gehört allerdings mehr als das „bloße“ Messen und Experimentieren. Die Erkenntnisse wollen ausgewertet, in Fachjournalen publiziert werden und die Begeisterung für das eigene Forschungsthema soll ein möglichst breites Publikum erfassen. Wissenschaftler*innen der Neutronenquelle sind daher auch abseits ihrer Arbeitsplätze in Garching aktiv: Beim Pint of Science oder dem Science Slam präsentieren sie die Neutronenforschung in einem entspannten Format.

Das Know-how der Forschenden ist außerdem an anderen Neutronen-Forschungseinrichtungen gefragt: Hier begutachten sie Messzeitanträge anderer Wissenschaftler*innen und empfehlen die Umsetzung oder Ablehnung ihrer Projekte.

Doch auch wenn die Wissenschaftler*innen ohne Neutronen vor Ort alles andere als untätig sind, können sie es kaum erwarten, dass es wieder weitergeht. „Ich habe ein Projekt auf dem Tisch liegen, auf das freue ich mich schon besonders“, erzählt Ostermann. „Es geht um eine sehr vielversprechende Probe, mit der wir einen neuen ‚Weltrekord‘ bezüglich der Auflösung aufstellen könnten.“ Mehr will er jetzt noch nicht verraten, aber eines ist klar: Die Forschenden sind bereit!

Ganzes Video: Unsere Forschenden auf dem Science Slam