Wie funktioniert der BER II

Neutronen gehören zu unserer Materie. Sie sind Bestandteile eines jeden Atomkerns. Dort sind sie fest gebunden; nur wenige Materialien eignen sich, um sie freizusetzen. 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

Die Experimente sind in drei Hallen untergebracht. Die erste Halle, die so genannte Experimentierhalle, befindet sich rund um den BER II. Die Strahlrohre kommen direkt aus der Wand des Reaktorbeckens und schließen unmittelbar an einen Experimentaufbau an, die Experimente befinden sich daher eng am Beckenrand. Die hier ankommenden Neutronen bewegen sich sehr schnell und sind daher sehr energiereich. Man bezeichnet sie als thermische Neutronen.

Ein großer Teil der Neutronen wird jedoch durch ein spezielles konisches Strahlrohr in so genannte Neutronenleiter geführt. Sie werden abgebremst und gelangen als kalte Neutronen in die etwas entfernter liegenden Neutronenleiterhallen I und II.

Experimentierhalle BER II

Experimentierhalle

Neutronenleiterhalle HZB BER II

Neutronenleiterhalle II

Die Kalte Quelle

HZB / E. Strickert

Ausschnitt aus dem BER II Hallenplan © HZB / E. Strickert

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.