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: Alterungsprozesse operando sichtbar gemachtLithium-Knopfzellen mit Elektroden aus Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden (NMC) sind sehr leistungsfähig. Doch mit der Zeit lässt die Kapazität leider nach. Nun konnte ein Team erstmals mit einem zerstörungsfreien Verfahren beobachten, wie sich die Elementzusammensetzung der einzelnen Schichten in einer Knopfzelle während der Ladezyklen verändert. An der Studie, die nun im Fachjournal Small erschienen ist, waren Teams der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Universität Münster sowie Forschende der Forschungsgruppe SyncLab des HZB und des Applikationslabors BLiX der Technischen Universität Berlin beteiligt. Ein Teil der Messungen fand mit einem Instrument im BLiX-Labor statt, ein weiterer Teil an der Synchrotronquelle BESSY II.
- 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.
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