Wie funktioniert der BER II

Neutronen gehören zu unserer Materie. Sie sind Bestandteile eines jeden Atomkerns. Dort sind sie fest gebunden; nur aus wenige Materialien lassen sie sich freisetzen. Im BER II werden Uran-Kerne gespalten.

Die Kernspaltung

Die Spaltung läuft als Kettenreaktion ab: Trifft ein Neutron mit niedriger Geschwindigkeit auf einen Atomkern des Urans, so wird das Neutron aufgenommen und der Kern zerfällt. Mehrere Spaltprodukte entstehen, unter anderem Neutronen sowie leichtere Atomkerne, aber auch Radioaktivität und Wärme. Die Wärmeleistung, die am BER II entsteht, beträgt 10 Megawatt. Durch Kühlung wird sie abgeführt. Ein Teil der Neutronen wird benötigt, um die Kettenreaktion am Laufen zu halten. Der überwiegende Teil wird jedoch über so genannte Strahlrohre zu den Experimenten geleitet.

Die Experimentiereinrichtungen

Hochfeldmagnet am HZB Wannsee an der Neutronenquelle BER II

Hochfeldmagnet an der Neutronenquelle BER II © HZB/Kevin Fuchs

Die Kalte Quelle

Zum Abbremsen der Neutronen wird extrem kalter Wasserstoff genutzt. Dieser wird in einem Spezialgefäß in das konische Strahlrohr eingebaut. Der Einbau wird deshalb als Kalte Quelle bezeichnet. Die Neutronen stoßen dort mit den Wasserstoff-Atomen zusammen und verlieren dadurch Energie.

Die Möglichkeit, mit kalten Neutronen experimentieren zu können, hat der Materialforschung mit Neutronen viele neue Möglichkeiten gegeben. Dazu haben die Arbeiten am BER II wesentlich beigetragen. Zum Beispiel gelang es erst damit, auch Kunststoffe und biologische Makromoleküle den Neutronen zugänglich zu machen.