Die Ursprünge des Heinz Maier-Leibnitz Zentrums

Atom-Ei

Die Wurzeln der Neutronenforschung in Deutschland sind in Garching. Denn dort wurde auf Initiative von Prof. Heinz Maier-Leibnitz der erste Forschungsreaktor (FRM) in Deutschland gebaut und von 1957 bis 2000 betrieben.

Mit seiner charakteristische Ei-Form ist er noch heute das unverwechselbare Wahrzeichen für das Forschungsgelände Garching. Als erstes Institut auf den heutigen Campus bildete er die Keimzelle für eines der größten Forschungsareale in Europa.

DIDO Reactor

Schon kurz nach Beginn der Forschung mit Neutronen in Garching wurde in Deutschland mit der Planung und dem Bau weiterer Forschungsreaktoren begonnen. Derjenige mit der größten Leistung war der in Karlsruhe, FR 2. Er hatte eine Leistung von 44 MW und war zwischen 1961 und 1981 in Betrieb. Neben Grundlagenforschung wurde er für die Erzeugung von Radioisotopen für die nuklearmedizinische Diagnose und Therapie eingesetzt. Am Forschunsgzentrum Jülich, damals noch die “Kernforschungsanlage Jülich”, wurden sogar zwei Reaktoren gebaut. FRJ-1 “MERLIN” war von 1962 bis 1985 in Betrieb. Dieser Reaktor wurde inzwischen vollständig zurückgebaut. Der andere, FRJ-2 “DIDO”, wurde von 1962 bis 2006 betrieben. Im Endausbau hatte er eine Leistung von 23 MW und diente als Neutronenquelle ausschließlich der Forschung mit Neutronen. Neutroenenstreuinstrumente im Neutronenlabor “ELLA” waren Neutronenkleinwinkelstreuanlagen (Small Angle Neutron Scattering (SANS)), ein Doppelkristalldiffraktometer, Rückstreu- und Flugzeitspektrometer, ein Diffraktometer für diffuse Neutronenstreuung, ein Spin-Echo-Spektrometer und das 3-Achsen Spekrometer HADAS an der kalten Neutronenquelle.

Forschungsreaktor FRG-1 des ehemaligen GKSS Forschungszentrums in Geesthacht. © HZG

Zwei weitere Reaktoren waren am Forschungszentrum Geesthacht in Betrieb. Der 5 MW Reaktor FRG-1 wurde von 1958 bis 2010 betrieben, der 15 MW Reaktor FRG-2 von 1963 bis 1993. Diese Neutronenquellen wurden für Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Materialwissenschaften und Medizin genutzt. Die Instrumentierung umfasste Radiographie und Tomographie, Neutronenaktivierungsanalyse, Diffraktometrie, Reflektometrie und SANS.

Der Reaktor BER II des Helmholtz-Zentrums Berlin wurde 1973 in Betrieb genommen und zu Beginn der 90er Jahre erneuert. Eine Besonderheit der Anlage in Berlin sind die speziellen Probenumgebungen für die Herstellung extremer äußerer Bedingungen, vor allem extrem hohen magnetischen Felder und tiefste Temperaturen.

Die “Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II)” wurde direkt neben dem alten Reaktor FRM errichtet. Der Spatenstich war 1996 und der Betrieb wurde am 2. März 2004 aufgenommen; seit April 2005 läuft er im Routinebetrieb. Die Baukosten belaufen sich auf mehr als 430 Millionen €.

NSE kommt an Das Jülicher Neutronen Spin Echo (J-NSE) wird in der Neutronenleiterhalle West in Position gebracht (2006). © FRM II / TUM

Das Jülicher Neutronen Spin Echo (J-NSE) wird in der Neutronenleiterhalle West in Position gebracht (2006). © FRM II / TUM

2004 unterzeichnen das Forschungszentrum Jülich und die Technische Universität München ein Kooperationsabkommen, in dem der Betrieb von ehemals in Jülich aufgebauten Neutronenstreuinstrumenten an der neuen Neutronenquelle FRM II vereinbart wurde. Damit konnte am FRM II die Aussenstelle des Jülich Centre for Neutron Science (JCNS) gegründet werden. Insgesamt wurden 7 Instrumente von Jülich nach Garching gebracht. So konnte die Spitzenforschung an der modernsten Neutronenquelle in Deutschland fortgesetzt werden.

Seit Anfang 2011 wurde die Zusammenarbeit am FRM II durch die Unterzeichnung eines neuen Kooperationsvertrages noch einmal deutlich intensiviert. Das BMBF und das Bayerische Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst fördern die Zusammenarbeit der drei Helmholtz-Zentren in Jülich, Geesthacht und Berlin und der Technischen Universität München zur wissenschaftlichen Nutzung des FRM II. Dadurch entsteht ein weltweit führendes Zentrum der Forschung mit Neutronen in Deutschland.

Jahrzehnte nach den ersten Schritten initiiert durch Prof. Heinz Maier-Leibnitz in den ausgehenden 50er Jahren, Forschung mit Neutronen auf der grünen Wiese vor den Toren Münchens zu beginnen, kehrt die Forschung mit Neutronen und Positronen deutlich gestärkt an den historischen Ausgangspunkt zurück. Der hohe Fluss der Neutronenquelle und die einzigartige Palette von Neutronenstreuinstrumenten sowie das Engagement und die Kompetenz der Kooperationspartner und der angeschlossenen Hochschulgruppen und Institute machen das Zentrum für die wissenschaftliche Nutzergemeinde besonders interessant. Hinzu kommt eine moderne Ausrüstung der Probenumgebung, gut ausgestattete Labors für die Herstellung und Vorbereitung von Proben sowie zahlreiche, zusätzliche Methoden zur Probencharakterisierung.

Die Entscheidung, das Zentrum nach Heinz Maier-Leibnitz zu benennen, ist gleichzeitig eine Referenz an die Vergangenheit und ein Versprechen für besten Service für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.