Nach Unterbrechung: Neutronenquelle BER II nimmt Experimentierbetrieb wieder auf
Der Hochfeldmagnet (HFM) hat in einem ersten Test 26 Tesla erreicht und damit die Erwartungen übertroffen. Das HFM-Team freut sich über den verdienten Erfolg.
© HZB/Ingo Kniest
Wartungsarbeiten erfolgreich abgeschlossen - Hochfeldmagnet hat in erstem Test erfolgreich 26 Tesla erreicht. Neue Experimente für Wissenschaft möglich.
Berlin, Februar 2015: Nach Abschluss der über ein Jahr dauernden Reparatur- und Ertüchtigungsarbeiten steht die Neutronenquelle BER II in Kürze ihrer internationalen Nutzerschaft wieder zur Verfügung. Am Mittwoch, den 18. Februar ist die Anlage hochgefahren worden. Sie hat jetzt ihre Nennleistung von 9,5 Megawatt erreicht. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des HZB bereiten derweil die Messinstrumente vor, so dass nach einer kurzen Einfahrzeit der Experimentierbetrieb wieder startet.
Während der Betriebsunterbrechung wurde eine Schweißnaht beseitigt, die als potentielle Schwachstelle bekannt war. Es handelte sich um eine Dichtungsschweißnaht, die sich im Bereich der Trennwand zwischen den beiden Reaktorbeckenhälften befand. In dieser Schweißnaht wurden 2010 Schadstellen entdeckt, die seither sorgfältig beobachtet wurden. Es handelte sich um kein sicherheitsrelevantes Bauteil, trotzdem wurde 2013 beschlossen, die Schweißnaht ersatzlos zu entfernen.
Zeitgleich wurde der neue Hochfeldmagnet endmontiert und an seiner endgültigen Betriebsposition in der Neutronenleiterhalle aufgebaut. Lesen Sie dazu hier: Im Dezember 2014 hat er erstmals ein Magnetfeld von 26 Tesla produziert und diesen Wert auch stabil über einen längeren Zeitraum gehalten. Damit hat er den Zielwert von 25 Tesla sogar noch übertroffen.
Mit der jetzt erfolgten Wiederinbetriebnahme des BER II nach der Betriebsunterbrechung wurde ein wichtiges Ziel erreicht: den Teilnehmern der internationalen Neutronenschule können in gewohnt hoher Qualität reale Experimente mit Neutronen angeboten werden. Die 12-tägige Weiterbildung für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler findet vom 26. Februar bis zum 6. März zum 35. Mal in Berlin statt.
Die Entwicklung und der erfolgreiche Aufbau des für Neutronenexperimente weltweit einzigartigen Hochfeldmagneten haben insgesamt nur 7,5 Jahre gedauert. Alle vergleichbaren Projekte weltweit für den Bau von Hybridmagneten in den vergangenen 25 Jahren dauerten zwischen 9.5 und 16 Jahren. Die zügige Projektdauer kann damit als Weltspitze angesehen werden. Zudem blieb das Projekt im vorgesehenen inflationsbereinigten Kostenrahmen von knapp 21 Mio. Euro.
Mit dem Hochfeldmagneten wird in der letzten Förderperiode des BER II erneut ein Spitzeninstrument an die Neutronenquelle angeschlossen. Mit ihm sind völlig neuartige Experimente möglich, die den Zugang zu neuer Wissenschaft eröffnen, zum Beispiel bei der Erforschung von Supraleitung und magnetischen Phasenübergängen in Feststoffen.
- Neues Instrument bei BESSY II: Die OÆSE-Endstation in EMILAn BESSY II steht nun ein neues Instrument zur Untersuchung von Katalysatormaterialien, Batterieelektroden und anderen Energiesystemen zur Verfügung: die Operando Absorption and Emission Spectroscopy on EMIL (OÆSE) Endstation im Energy Materials In-situ Laboratory Berlin (EMIL). Ein Team um Raul Garcia-Diez und Marcus Bär hat die Leistungsfähigkeit des Instruments an elektrochemisch abgeschiedenem Kupfer demonstriert.
- Grüner Wasserstoff: Käfigstruktur verwandelt sich in effizienten KatalysatorClathrate zeichnen sich durch eine komplexe Käfigstruktur aus, die auch Platz für Gast-Ionen bietet. Nun hat ein Team erstmals untersucht, wie gut sich Clathrate als Katalysatoren für die elektrolytische Wasserstoffproduktion eignen. Das Ergebnis: Effizienz und Robustheit sind sogar besser als bei den aktuell genutzten Nickel-basierten Katalysatoren. Dafür fanden sie auch eine Begründung. Messungen an BESSY II zeigten, dass sich die Proben während der katalytischen Reaktion strukturell verändern: Aus der dreidimensionalen Käfigstruktur bilden sich ultradünne Nanoblätter, die maximalen Kontakt zu aktiven Katalysezentren ermöglichen. Die Studie ist in „Angewandte Chemie“ publiziert.
- Katalyseforschung mit dem Röntgenmikroskop an BESSY IIAnders als in der Schule gelernt, verändern sich manche Katalysatoren doch während der Reaktion: So zum Beispiel können bestimmte Elektrokatalysatoren ihre Struktur und Zusammensetzung während der Reaktion verändern, wenn ein elektrisches Feld anliegt. An der Berliner Röntgenquelle BESSY II gibt es mit dem Röntgenmikroskop TXM ein weltweit einzigartiges Instrument, um solche Veränderungen im Detail zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen bei der Entwicklung von innovativen Katalysatoren für die unterschiedlichsten Anwendungen. Ein Beispiel wurde neulich in Nature Materials publiziert. Dabei ging es um die Synthese von Ammoniak aus Abfallnitraten.