Zwei berühmte Gemälde mit Neutronen untersucht: "St. Sebasian" von George de La Tour und "Girl with a Platter of Fruits" von Tiziano Vecellio
In Kooperation mit der Gemäldegalerie Berlin und der Stiftung Preußischer Schlösser und Gärten Berlin-Brandenburg sind am Forschungsreaktor BER II zwei Gemälde untersucht worden. Seit vielen Jahren wird ein spezielles Neutroneninstrument zur zerstörungsfreien Analyse von Gemälden mittels Neutronenautoradiographie genutzt.
Berichte zu den untersuchten Gemälden
- Autoradiographs from the Paintings "St. Sebasian" by George de La Tour (PDF-Datei, 677KB)
- Autoradiograph from "Girl with a Platter of Fruits" by Tiziano Vecellio (PDF-Datei, 633KB)
Gemäldeforschung mit Neutronen
Neutronen haben eine große Eindringtiefe. Die Atomkerne der Farbpigmente in den Gemälden werden durch die Bestrahlung mit Neutronen aktiviert. Die induzierte Beta-Strahlung schwärzt Röntgenfilme oder Image-Plates, deren Information digital weiterverarbeitet werden kann. So erhält man in Abhängigkeit der Halbwertszeiten der entstandenen Isotope verschiedene Aufnahmen des Gemäldes, bzw. Aufnahmen von unter der sichtbaren Oberfläche liegenden Schichten und damit eine Information über die Verteilung der Pigmente. Aus der Energieanalyse der radioaktiven Gamma-Strahlung mittels eines Ge-Detektors erhält man die elementanalytische Zusammensetzung der Farbpigmente. Mit dieser Methode kann man konzeptionelle Änderungen und Korrekturen (sog. "Pentimente") des Malers visualisieren. In einigen wenigen Fällen lassen sich auch Aussagen über die Authentizität eines Bildes machen. Kunsthistoriker und Restauratoren erhalten zudem wertvolle Informationen über die Bildgenese, die Maltechnik des Künstlers, den Zustand eines Gemäldes und die Möglichkeiten der Restaurierung.
Neutroneninstrument: Irradiation Device B8
Das Instrument erlaubt die Bestrahlung und Aktivierung von Folien, Materialproben, geologischen Proben sowie Kunstgegenständen mit kalten Neutronen und die anschließende Analyse mit Hilfe der Gamma-Spektroskopie und/oder Röntgenfilmen bzw. Imaging-Plate-Technik, (Neutronen-Autoradiographie und Neutronenaktivierungsanalyse). Seit vielen Jahren wird die Anlage hauptsächlich in der Gemäldeforschung zur zerstörungsfreien Analyse von Gemälden mittels Neutronenautoradiographie genutzt. Zu Beginn des Jahres 2000 wurde die Bestrahlungsanlage B8, organisatorisch und inhaltlich dem Berliner Zentrum für Neutronenstreuung (BENSC) angegliedert. (Instrument B8 bei BENSC)
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.
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