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.
- Präzise Grenzflächenchemie steigert Wirkungsgrad von Perowskit-SolarzellenIm Rahmen einer internationalen Forschungskooperation wurde eine neue molekulare Strategie entwickelt, um eine der Grenzflächen in Perowskit-Solarzellen zu verbessern. Die daraus resultierenden Solarzellen erreichten in der n-i-p-Architektur einen Energieumwandlungswirkungsgrad von 26,19 % bei gleichzeitig hoher Betriebsstabilität unter längerer Bestrahlung und erhöhten Temperaturen. Die Ergebnisse wurden im „Journal of the American Chemical Society“ veröffentlicht.
- Magnetische Bildgebung: Mikroblumen verstärken das lokale MagnetfeldMaterialien mit magnetischen Nanostrukturen bieten viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Spintronik. Um solche Materialien zu untersuchen, sind magnetisch empfindliche Bildgebungsverfahren im Nanobereich geeignet, bisher konnten während des Bildgebung jedoch nur schwache Magnetfelder angelegt werden. Nun hat eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Sergio Valencia vom HZB einen Ansatz entwickelt, der diese Einschränkung überwindet. Das Team entwarf winzige Magnetflusskonzentratoren (MFCs). Die Geometrie der MFCs ähnelt einer Blume und fokussiert das angelegte Magnetfeld auf das Zentrum, in dem die Probe sitzt. Die „Mikroblumen“, die das Magnetfeld lokal verstärken, können in vielen nanometrischen magnetischen Mikroskopieverfahren eingesetzt werden.
- Unordnung erzeugt neue Eigenschaften in VerbindungshalbleiternEin internationales Forschungsteam hat gezeigt, dass intrinsische Unordnung im Verbindungshalbleiter CuInSnS₄ genutzt werden kann, um dessen optische Eigenschaften zu beeinflussen. Optische Anregungen (Exzitonen) reagieren empfindlich auf die lokale Anordnung der Atome. Dabei zeigen sie überraschenderweise eine richtungsabhängige Reaktion, obwohl die durchschnittliche Kristallstruktur kubisch ist. Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf den Zusammenhang zwischen Unordnung und Materialeigenschaften und eröffnen neue Möglichkeiten für ein gezieltes „Unordnungs-Engineering“ in optoelektronischen und photokatalytischen Bauelementen.