Erfolgreiche Forschung mit Neutronen – aus der Arbeit der Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz FRM II

Ein Verdichterrad wird auf dem Instrument STRESS-SPEC eingebauut
Foto: TU München

Die Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz FRM II der TU München gehört zu den leistungsstärksten Einrichtungen weltweit: Nicht nur ihre hohen Flussdichten, sondern auch ihr breites Spektrum an Neutronen unterschiedlicher Energie ermöglichen die Bearbeitung einer Vielzahl wissenschaftlicher und technischer Fragestellungen. Heute ist der FRM II eine international stark nachgefragte Forschungseinrichtung, deren Strahlzeiten zu 40 Prozent von ausländischen Gästen genutzt wird und deren Messzeit seit Beginn des Messbetriebes im Jahr 2005 um den Faktor zwei überbucht ist. Aus der Vielfalt der Forschungsarbeiten sollen drei Themen vorgestellt werden: 

Neue Einblicke in die Säugetierlunge

Wesentliche Details der Lungenfunktion sind bisher nicht bekannt. Künstliche Beatmung über mehrere Tage verursacht daher oft schwere Schäden, bis hin zum Tod des Patienten. Die dreidimensionale Tomographie einer Rattenlunge mittels Neutronenstrahlen hilft, geometrische Details der Säugetierlunge sichtbar zu machen. Daraus ergeben sich weit reichende medizinische Konsequenzen, z.B. in der Entwicklung schonender Beatmungstechniken.  

Lange Lebensdauer hoch belasteter Bauteile

Hochbelastete Bauteile wie Verdichter von Turbinen, Kurbelwellen moderner Motoren oder Schweißnähte von Ölpipelines unterliegen beim Betrieb hohen inneren Spannungen. Mittels Neutronenstrahlen können auftretende Belastungen im Inneren des Werkstückes ortsgenau und zerstörungsfrei – manchmal sogar im laufenden Betrieb des Werkstücks – beobachtet und analysiert werden. Davon werden neue Herstellungsverfahren abgeleitet, die zu sichereren Bauteilen mit beträchtlich längerer Lebensdauer führen.  

Verlustarme Hochleistungs-Halbleiter durch Neutronendotierung

In Elektrolokomotiven oder Windkraftanlagen sorgt moderne Leistungselektronik für die verlustarme Umwandlung von elektrischem Strom in Bewegungsenergie oder umgekehrt. Ideale Bauteile hierfür sind durch Neutronenbestrahlung erzeugte n-Halbleiter, wie sie in der Forschungsneutronenquelle FRM II erzeugt werden.

Der Wissenschaftliche Direktor der Forschungsneutronenquelle, Prof. Dr. Winfried Petry, steht für Interviews zur Verfügung. Bitte kontaktieren Sie uns vorab, wenn Sie einen Interviewtermin wünschen.

Cherenkov-Licht beim Wechsel des Brennelements am FRM II
Foto: TU München

Experimentierhalle des FRM II
Foto: TU München