Präzisionsforschung:Wissenschaftliche Schwergewichte

Wissenschaftliche Schwergewichte

Die beiden neuen Geräte müssen in die bestehenden Anlagen eingepasst werden. Die linke Simulation zeigt das Dreiachsenpektrometer, die rechte das Pulverdiffraktometer.

(Foto: Wenzel Schürmann/TUM, Illustrationen: Reiner Müller/FRM II, TUM)

Das Maier-Leibnitz-Zentrum in Garching bekommt zwei neue Spezialinstrumente aus Berlin. Umzug und Einbau dauern allerdings vier Jahre.

Von Irmengard Gnau, Garching

LaDiff (ehemals bekannt als Flexx) und Firepod lassen im neuen Jahr Herzen höher schlagen. Nicht die jugendlicher Hip-Hop-Fans, auch wenn das die Namen vermuten lassen mögen, sondern jene der Forscher am Garchinger Heinz-Maier-Leibnitz-Zentrum (MLZ).

Das Forschungsinstitut auf dem Campus der Technischen Universität München (TU) nämlich wird die neue Heimat der beiden millionen- wie auch tonnenschweren Forschungsinstrumente werden; vom kommenden Jahr an werden die Geräte Schritt für Schritt von Berlin nach Garching verlagert und an die dortigen Gegebenheiten angepasst. Mit ihrer Hilfe erweitert sich das Spektrum der Forschungsmöglichkeiten am Heinz-Maier-Leibnitz-Zentrum und dem angeschlossenen Forschungsreaktor München II (FRM II).

Beide Instrumente sollen den Wissenschaftlern dabei helfen, tiefere Einblicke in die Struktur von verschiedenen Materialien zu erhalten. Dies geschieht, vereinfacht gesagt, über die Bestrahlung des gewünschten Materials und die darauffolgende Messung, inwieweit der Strahl dabei gebeugt wird (Diffraktion). LaDiff wird in der Neutronenleiterhalle West des FRM II neben dem vorhandenen Dreiachsenspektrometer Mira zu stehen kommen und soll sowohl Larmordiffraktion als auch Dreiachsenspektrometrie anbieten.

"LaDiff wird neue Möglichkeiten schaffen, Gitterkonstanten mit externem magnetischem Feld in bisher unerreichter Präzision zu messen", erklärt Professor Peter Müller-Buschbaum, wissenschaftlicher Direktor am MLZ. Das könnte auch für neue Nutzergruppen interessant sein. Firepod hingegen soll helfen, die hohe Nachfrage nach wissenschaftlichen Untersuchungen mittels Pulverdiffraktion zu stillen. Mit dieser Methode machen Forscherinnen und Forscher beispielsweise chemische Reaktionen in Batterien sichtbar und bestimmen die exakte Position der Atome in einer Substanz.

Insgesamt stehen den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am MLZ bereits 26 Instrumente zum Testen ihrer Forschungshypothesen zur Verfügung; vier weitere befinden sich nach Angaben des Forschungszentrums derzeit im Bau. Die beiden neuen Geräte stammen aus dem Helmholtz-Zentrum in Berlin.

In Berlin werden die Geräte nicht mehr gebraucht

Die Forschungsneutronenquelle des Zentrums wurde Ende 2019 planmäßig abgeschaltet, die Instrumente sind dort daher überflüssig. Die Freude, dass die wissenschaftlichen Geräte nun in Garching eine neue Heimat finden, ist beiderseitig. Auch die Politik sieht die Weiternutzung der Spezialgeräte offensichtlich wohlwollend: Das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung stellt mehr als 5,6 Millionen Euro dafür zur Verfügung.

Der Umzug nämlich ist komplex und wird von langer Hand vorbereitet. Sowohl die beiden großen und schweren Instrumente, als auch die bestehende Struktur am MLZ in Garching müssen teils umgebaut werden, damit Firepod und LaDiff an den Garchinger Neutronenstrahl passen. Insbesondere der Anschluss an den Neutronenleiter aus dem Garchinger Forschungsreaktor werde komplett umgestaltet, erklärt MLZ-Sprecherin Andrea Voit. Dies kann nur unter hohen Vorsichtsmaßnahmen geschehen, auch eine Abschirmung wird errichtet.

Weiter benötigen die Geräte zum Beispiel einen speziellen, besonders glatten Untergrund, damit sie für jede gewünschte Messung exakt positionsgenau ausgerichtet werden können. Für diese Arbeiten braucht es speziell geschultes Personal, das nun in Garching den Umzug organisiert. Insgesamt sind vier Jahre veranschlagt, bis beide Geräte in Garching angekommen und einsatzfähig sein werden.

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