Schon mal ein Ü-Ei geröntgt? – Ein Praktikum am MLZ

Das Innere eines Überraschungseis mittels 3D-Druck nachbauen, ohne das Ei je geöffnet zu haben? Das geht? Ja, Felicia Calzada und Anna Senyshyn haben das während ihres Schulpraktikums am Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) in Garching geschafft. Begeistert präsentieren die Schülerinnen ihre Ergebnisse. Das Thema ihres Praktikums: zerstörungsfreie Materialprüfung.

Auf dem Weg zum Messinstrument erklärt Felicias Betreuer, Alex Gustschin, wissenschaftlicher Mitarbeiter am MLZ, die Methoden zur zerstörungsfreien Prüfung: „Um zu wissen, was sich in einem Objekt befindet, ohne es zu öffnen, kommt die Computertomographie zum Einsatz.“ In einem Raum voller brummender Geräte befindet sich der hierfür verwendete Röntgenscanner. Hinter einem kleinen, durchsichtigen Fenster platziert Alex Gustschin nacheinander die Versuchsobjekte zwischen Strahlquelle und Detektor.

„Erst wenn das Fenster geschlossen ist, kann man überhaupt röntgen. Das dient der Sicherheit“, erklärt Alex Gustschin. Die Versuchsobjekte hat Felicia Calzada, selbst mitgebracht: einen Tannenzapfen, das Überraschungsei und ein Schneckenhaus. Auch elektrische Geräte werden hier durchleuchtet, wie ein Handy, Felicias Zahnbürste und ein kabelloser Kopfhörer. Begeistert analysiert Felicia Calzada mit ihren Betreuern die einzelnen Bestandteile. Im Röntgenbild des Kopfhörers sind die Batterie, Lautsprecher und Ladekontakt klar erkennbar.

Anna-senyshyn-ue-ei-roentgen bearbeitet Anna Senyshyn schaut gespannt beim Röntgen des Ü-Eis zu. © FRM II / TUM

Anna Senyshyn schaut gespannt beim Röntgen des Ü-Eis zu. © FRM II / TUM

Der Lkw im Ei

Anna Senyshyn röntgt zusammen mit ihrem Betreuer, Dominik Petz, aus der Arbeitsgruppe um das Messinstrument SPODI, ebenfalls spannende Objekte: eine Lindt-Schokolade, ein Raffaelo und einen frühbronzezeitlichen Knochenknebel mit Zinnstiften aus der Archäologische Staatssammlung München. Auch ein Überraschungsei-Ei wird zum Versuchsobjekt. Gespannt beobachtet Anna Senyshyn, wie sich das Ei dreht, während mittels Computertomographie (CT) 3D-Bilder aufgenommen werden. Später rekonstruiert sie die kleine Figur im Inneren des Eis und erkennt deutlich einen kleinen LKW.

3D-Modell mittels Computertomographie

Am MLZ benutzen Forschende abhängig vom Material einer Probe, Röntgen- oder Neutronenstrahlen, um sie zu durchleuchten. Manchmal auch beides. Am Messinstrument für Radiographie und Tomographie ANTARES ist das zukünftig sogar gleichzeitig möglich.

Einfache Röntgenbilder stellen nur die 2D-Ebene dar des Objektes dar, während die CT die Möglichkeit bietet, 3D-Bilder zu erzeugen. Dies gelingt durch das Drehen der Probe, „daraus werden viele Schichtbilder angefertigt und später wieder so zusammengefügt, dass wir eine dreidimensionale Struktur erhalten“, erklärt Alex Gustschin. Beim sogenannten Segmentieren kann man danach mithilfe eines Computerprogramms das Versuchsobjekt in dessen einzelne Schichten zerlegen.

Gruppenfoto bearbeitet Praktikantin Felcia Calzada zusammen mit Betreuern Burkhard Schillinger (l.), Alex Gustschin (2. v.r) und Simon Sebold im Besprechungszimmer des Computerlabors. © FRM II / TUM

Praktikantin Felcia Calzada zusammen mit Betreuern Burkhard Schillinger (l.), Alex Gustschin (2. v.r) und Simon Sebold im Besprechungszimmer des Computerlabors. © FRM II / TUM

Lieblingsfächer: Mathe und Physik

Die Begeisterung für ihr Praktikum merkt man Felicia an, und sie kommt auch nicht von ungefähr. „Meine Lieblingsfächer in der Schule sind Mathematik und Physik. In der Physik interessiert mich besonders der Bereich der Kernphysik. Das ist so faszinierend, weil man die Teilchen zwar nicht sehen kann, aber sie uns die ganze Zeit umgeben.“

Ein Versuchsobjekt, das Felicia Calzada segmentiert: ein Überraschungsei. Stolz präsentiert sie die Figur, die sie aus dem Inneren des Überraschungseis per Computertomographie und einer Software isoliert hat: eine kleine Rakete. „Die haben wir dann in den 3D-Drucker gegeben“, erzählt sie freudig. Damit hat sie, ohne das Ei je geöffnet zu haben, die Figur im Inneren nicht nur betrachten können, sondern sogar nachgebaut.

Essbar ist das Überraschungsei nach dem Röntgen zwar noch, aber Felicia wird es sich zu Hause, gemeinsam mit den 3D-Drucken, als Andenken an das tolle Praktikum aufbewahren. Nächste Woche geht es für sie wieder in die Schule. „Das Praktikum am MLZ hat mir sehr gefallen. Mein Highlight war es, die Rakete zu isolieren und zu drucken“, sagt die Schülerin zufrieden. Neben Alex Gustschin, erfreuten sich auch der Instrumentverantwortliche für ANTARES, Dr. Burkhard Schillinger, und Doktorand Simon Sebold an der Betreuung und den kurzen Zuwachs in ihrer Arbeitsgruppe.

Weitere tolle Praktika, die am MLZ schon angeboten wurden:

• Sand ist nicht gleich Sand: ein Praktikum am MLZ
• Sternschnuppen aus der Regenrinne
• Auf den Zahn gefühlt – Laborpraktikum zwischen Raubtieren und Wiederkäuern