Die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) feiert am 2. März 2024 ihren 20. Geburtstag. Seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 2004 hat der FRM II international eine Schlüsselrolle in der Bereitstellung von Neutronen für Forschung, Industrie und Medizin eingenommen.

Der FRM II, betrieben von der Technischen Universität München (TUM), ist seit zwei Jahrzehnten eine unverzichtbare Ressource für Forschende weltweit. Über 10.000 Experimente generierten bis dato knapp 5.000 wissenschaftliche Veröffentlichungen, von Materialwissenschaften, Energie, Quantentechnologien, Klima & Umwelt, Gesundheit & Ernährung über Mobilität bis hin zur Archäologie. Seit seiner Gründung garantiert der FRM II einen sicheren Betrieb und exzellente Forschungsergebnisse.

FRM II international Außenansicht des FRM II. © Astrid Eckert / TUM

Außenansicht des FRM II. © Astrid Eckert / TUM

E-Mobilität und Impfstoffkandidat

Neutronen durchdringen Materialien zerstörungsfrei und geben Einblick in ihr Inneres, um etwa sicherere und langlebigere Akkus für die E-Mobilität zu entwickeln. Auch die Struktur von Molekülen ermitteln Forschende mit Neutronen. So analysierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kürzlich einen erfolgversprechenden Impfstoffkandidat gegen multiresistente Keime.

Krebsmedikamente: knappe medizinische Versorgung

Neutronen aus Garching spielen außerdem eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Radioisotopen zur Behandlung von Leberkarzinomen und Prostatakrebs. Die zukünftige Produktion von Molybdän-99/Technetium-99m für die Diagnose von Krebs oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen kann einen bedeutenden Teil des europäischen Bedarfs (ca. 9 Mio. Untersuchungen pro Jahr) decken. Weltweit stehen derzeit nur 7 Reaktoren für die aktuelle und zukünftige medizinische Versorgung zur Verfügung.

Gasturbinen und mRNA untersucht

Industriekunden aus verschiedensten Branchen nutzen die Neutronen aus Garching, um etwa die Fertigung von effizienteren Gasturbinen zu ermöglichen oder das Einschleusen von mRNA in den menschlichen Körper zu untersuchen.

Bettina Stark-Watzinger

Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger betonte die Bedeutung einer zuverlässigen Versorgung mit Neutronen für den deutschen Forschungsstandort: „Neutronen sind für den Forschungs- und Industriestandort Deutschland essenziell, denn viele Forschungs- und Innovationsarbeiten hängen von der Bereitstellung qualitativ hochwertiger Neutronen ab. Der FRM II bietet ein einzigartiges Potenzial für die Deutsche Wissenschaft. Wir wollen deswegen gern konstruktiv daran mitwirken, dass durch ein baldmögliches Wiederanfahren des Forschungsreaktors und mittelfristig die Umrüstung auf niedrig angereicherte Brennstoffe wieder Neutronenforschung in Deutschland ermöglicht wird.“

Wissenschaftsgeschichte „made in Bavaria“

Staatsminister Dr. Florian Herrmann sagte: „Seit 20 Jahren schreibt der FRM II als einer der modernsten Forschungsreaktoren der Welt Wissenschaftsgeschichte „made in Bavaria“. Hier schlägt das Herz der deutschen Kerntechnik-Forschung! Der FRM II bietet die breiteste Anwendungspalette unter allen Neutronenquellen und ist von unschätzbarem Wert für Wissenschaft, Wirtschaft und Medizin. Bei uns in Garching ermöglicht der FRM II heute als effektivste Neutronenquelle der Welt nicht nur die Entwicklung modernster radiopharmazeutischer Produkte für die Krebsbekämpfung, sondern auch die Herstellung hochwertiger Halbleiterbauteile und die Erforschung unzähliger weiterer Wissenschafts- und Medizinbereiche. Bayern ist bereits Hotspot der Kerntechnikforschung und wird den Weg von Innovation und Technologieoffenheit konsequent weiter gehen. Vielen Dank an die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am FRM II, die aus der Neutronenquelle eine unverzichtbare Ikone für Wissenschaft und Forschung machen.“

"Die Forschung mit Neutronen liefert zentrale Erkenntnisse für existenzielle Zukunftsfragen", sagt Bayerns Wissenschaftsminister Markus Blume. © Axel König

"Die Forschung mit Neutronen liefert zentrale Erkenntnisse für existenzielle Zukunftsfragen", sagt Bayerns Wissenschaftsminister Markus Blume. © Axel König

Meilenstein innovativer Kerntechnik

Wissenschaftsminister Markus Blume sagte: „Überragende Forschungsstärke und ideologiefreie Technologieoffenheit: Der FRM II ist ein herausragendes Symbol für Bayern als Wissenschaftsstandort von Weltrang! Die Forschung mit Neutronen liefert zentrale Erkenntnisse für existenzielle Zukunftsfragen von der Batterie- und Materialforschung für die Energiewende bis zu überlebenswichtiger medizinischer Forschung wie im Fall der mRNA-Impfstoffe. Für die bisher nur in Reaktoren mögliche Erzeugung von hochreinem dotierten Silizium für die Halbleiterindustrie oder die Leistungselektronik in Elektroautos gehört Garching zu den bedeutendsten Standorten weltweit – ein wichtiger Faktor für unsere Unabhängigkeit von anderen Staaten. Als unverzichtbare Quelle der Innovationskraft wollen wir den FRM II bei gleicher Leistung wie bisher zukünftig mit dem fortschrittlichsten niedrig angereicherten Brennstoff betreiben. So setzen wir den nächsten Meilenstein innovativer Kerntechnik in Bayern – für eine gute und sichere Zukunft!“

Kompetenzerhalt auch für die Kernfusion

„Der FRM II ist die leistungsfähigste Neutronenquelle der Welt und als solche ein wissenschaftlicher Leuchtturm auf der Landkarte Bayerns, Deutschlands und Europas“, betont Prof. Thomas F. Hofmann, Präsident der TUM. “Das unübertroffene Leistungsspektrum der Neutronenquelle eröffnet uns die einzigartige Chance, Phänomene auf der atomaren Skala zu verstehen und so neue Erkenntnisse zu gewinnen, von denen die Entwicklung zukunftsfähiger Technologieinnovationen maßgeblich profitieren kann. Und mit der Ausbildung junger Talente am FRM II leisten wir einen essentiellen Beitrag, auch Deutschlands Kompetenz im Bereich der Kerntechnik zu erhalten.“

Blick ins Reaktorbecken des FRM II. © Bernhard Ludewig

Forschende vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik suchen am FRM II mit Hilfe von Neutronen und Positronen nach hitzebeständigen Materialien für die Wände eines künftigen Fusionsreaktors. So ist die Erforschung neuer Materialien ein besonderer Fokus des FRM II, der von Anwendungen wie Solarzellen, über elektronische Bauteile und Eigenschaften für Quantencomputer bis zur Optimierung von Bearbeitungsprozessen im Maschinenbau – eine deutsche Paradedisziplin – reicht.

Für die wissenschaftliche Nutzung der Forschungs-Neutronenquelle haben die TUM, das Forschungszentrum Jülich und das Helmholtz-Zentrum Hereon unter Mitwirkung von Max-Planck-Gesellschaft und neun weiteren Universitäten 2013 das Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) gegründet. Es wird gemeinsam finanziert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst sowie weitere Kooperationspartner. Mit rund 30 verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten deckt das MLZ ein breites Spektrum von Forschungsfeldern ab.

Derzeit ist die Forschungs-Neutronenquelle noch in einer längeren Wartungspause, weil der sogenannte Zentralkanal neu gefertigt und ausgetauscht werden muss. Sobald das geschehen ist, wird der FRM II wieder Neutronen für Forschende, Industriekunden und medizinische Anwendungen liefern.