Die Hochdruckpresse des Bayerischen Geoinstituts geht in Betrieb

Hochdruckpresse des Bayerischen Geoinstituts Die Hochdruckpresse des Bayerischen Geoinstituts wird auf ihren Unterbau in der Halle Ost der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) montiert. (Walte/FRM II) © Walte/FRM II

Die Hochdruckpresse des Bayerischen Geoinstituts wird auf ihren Unterbau in der Halle Ost der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) montiert. (Walte/FRM II) © Walte/FRM II

Die neue Versuchsapparatur ermöglicht es den Wissenschaftlern erstmalig, mit Neutronen Feststoffe und Schmelzen unter den extremen Druck- und Temperaturbedingungen zu erforschen, wie sie zum Beispiel tief im Inneren der Erde vorkommen. Der Vorteil der Neutronenstrahlen im Vergleich zur Röntgenstrahlung ist die besondere Empfindlichkeit für leichte Elemente wie zum Beispiel Wasserstoff, Bor und Kohlenstoff, die eine entscheidende Rolle in der Dynamik der Erde, aber auch in der Materialforschung für die Entwicklung neuer superharter Materialien spielen. Eine weitere Besonderheit der Apparatur ist die Möglichkeit, die Probenmaterialien während der Messungen zu deformieren und die auftretenden Spannungen zu messen.

Außerdem erwarten sich die Wissenschaftler mit Hilfe der neuen Apparatur grundlegende neue Erkenntnisse zum Kohlenstoff-Zyklus der Erde. Denn nur ein winziger Teil des in der Erde vorhandenen Kohlenstoffs liegt in der Atmosphäre als CO2 vor und beeinflusst das Klima. Der größte Kohlenstoffspeicher ist der Erdmantel; und der langsame Austausch von Kohlenstoff zwischen dem Erdinneren und der Atmosphäre, zum Beispiel über Vulkanausbrüche, hat über geologisch lange Zeiträume das Klima auf der Erde bestimmt. Viele Details dieses Kohlenstoff-Zyklus und der Speicherung von Kohlenstoff im Erdinneren sind bisher noch wenig verstanden.

Die Hochdruckpresse des Bayerischen Geoinstituts ist das erste von sechs neuen Instrument, das in der neuen Halle Ost seine Aufstellung findet. Die lastwagengroße und rund 50 Tonnen schwere Messapparatur kann mit einer Genauigkeit von wenigen hundertstel Millimetern horizontal und vertikal im Neutronenstrahl ausgerichtet und zusätzlich um die Probe rotiert werden. Auf die wenige Millimeter großen Proben können mittels sechs Druckstempel Drücke bis hin zum 250 000-fachen des Atmosphärendrucks ausgeübt werden, außerdem können die Proben auf bis über 2000 Grad Celsius erhitzt werden.