Europas Institut der Neutronen - Institut Laue-Langevin (ILL)

Innenansicht des Reaktors.

Bildbeschreibung:

Innenansicht der oberen Plattform des Reaktors.

Ein Hochflu0reaktor dient als Neutronquelle; die erzeugten intensiven Neutronenstrahlen werden auf die verschiedenen umliegenden, mit einer Vielfalt von komplexen Messgeräten ausgerüsteten Experimentierplätze geleitet. Wissenschaftler aus ganz Europa und aus der ganzen Welt kommen an das Institut, um diese Strahlen für die Durchführung von Experimenten an der Vorfront verschiedener Forschungsgebiete - von der Materialforschung über die physikalische und chemische Grundlagenforschung, die Erdwissenschaften bis hin zum Verständnis biologischer Prozesse auf Zell- und Molekularniveau - einzusetzen.

"Maßgeschneiderte" Neutronenstrahlen werden auch zur Erforschung physikalischer Gesetzmä0igkeiten verwendet, die zum Verständnis der Entstehung des Universums beitragen: Warum ist unsere Welt heute so wie wir sie wahrnehmen und warum ist Leben in ihr möglich?

Was uns auszeichnet

ILL-Campus (mit ESRF und EMBL).

Bildbeschreibung:

Das Institut Laue-Langevin auf einem gemeinsamen Campus mit ESRF (Europäische Synchrotronstrahlungsquelle) und EMBL (Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie).

Das ILL beherbergt die stärkste Neutronenquelle der Welt. Es ist das einzige internationale Institut, in dem ausschließlich Forschung mit Neutronen betrieben wird. Die Quelle ist außergewöhnlich zuverlässig, die Instrumentierung ist erstklassig, und ausgezeichnete, nutzerfreundliche Einrichtungen und eine exzellente Betreuung der externen Forscher durch die Wissenschaftler und Techniker des ILL sorgen für einen optimalen Einsatz dieses unentbehrlichen Wahrzeugs für die Forschung.

Seit seiner Gründung vor nahezu vier Jahrzehnten hat das ILL in den Bereichen Neutronenforschung und -technologie mit der Entwicklung einer wachsenden Anzahl neuartiger Instrumente und Experimentiertechniken immer mehr Anwendungsmöglichkeiten zur Lösung wissenschaftlicher Problemstellungen erschlossen.

Es überrascht somit nicht, dass die wissenschaftlichen Mitarbeiter und Gäste des ILL außerordentlich produktiv sind und hochwertige Forschungsergebnisse erzielen, die in den renommiertesten Zeitschriften der Welt veröffentlicht werden. Die Anzahl der wissenschaftlichen Veröffentlichungen von ausschlaggebender Bedeutung überschreitet bei Weitem die anderer Neutronen-Forschungseinrichtungen. Oftmals lagen Arbeiten, die mit einem Nobelpreis ausgezeichnet wurden, am ILL durchgeführte Messungen zugrunde.

Unsere Entstehung

Der Gedanke, einen Hochflu0reaktor zu entwickeln, der als starke Neutronenquelle für friedliche wissenschaftliche Zwecke eingesetzt wird, stammt von dem hochgeschätzten deutschen Wissenschaftler Heinz Maier-Leibnitz. Unterstützt von dem französischen Nobelpreisträger Louis Néel gelang es ihm, Frankreichs und Deutschlands Staatsoberhäupte dazu zu bringen, dem Bau einer gemeinsamen Forschungseinrichtung in Grenoble zuzustimmen. Und so wurde im Januar 1967 das Institut Max von Laue-Paul Langevin ins Leben gerufen, das erste vollständig auf die externe Nutzung ausgerichtete Forschungsinstitut mit eigenen fachkundigen Forschungsgruppen, an das Wissenschaftler kommen können, um Messungen mit Neutronen durchzuführen. Die ersten Neutronenstrahlen wurden im August 1971 erzeugt; zwei Jahre danach trat Gro0britanien als dritter gleichberechtigter Gesellschafter der Partnerschaft bei.

Neutronen für Europa

Hochflussreaktor (rechts).

Bildbeschreibung:

Der Hochflussreaktor (rechts) und Außenansicht der neuen Gebäude am Institut Laue-Langevin.

Seitdem sind zehn weitere wissenschaftliche Partner beigetreten: Österreich, Belgien, die Tschechische Republik, Ungarn, Italien, Polen, Russland, Spanien, Schweden und die Schweiz; weitere Länder werden wahrscheinlich in absehbarer Zeit noch hinzukommen. Jedes wissenschaftliche Mitglied leistet einen proportional festgelegten Beitrag zum Jahreshaushalt des ILL.
Wissenschaftler aus Nicht-Mitgliedstaaten können die Einrichtungen in Anspruch nehmen, wenn der wissenschaftliche Wert ihres Forschungsprojekts besonders hoch ist, jedoch ist ihre Nutzungsmöglichkeit auf 10 Prozent aller geplanten Experimente beschränkt.
In zunehmendem Masse stützen sich Forschungsprojekte von Weltklasse auch auf internationale Kooperationsinitiativen, in der die unterschiedlichen Service-Einrichtungen und ILL-Mitarbeiter zusammenarbeiten. Auch können einzelneUser-Gruppen sich zusammenschließen und am ILL für ein gemeinsames Forschungsprogramm Instrumente bauen und betreiben (sog. Collaborative Research Groups -CRG- Istrumente).

Neutron-Diffraktometer SALSA.

Bildbeschreibung:

Das Neutron-Diffraktometer SALSA zur Bestimmung von Eigenspannungen in technologischen Komponenten und Materialen.

Heute führen jährlich ca. 1200 Wissenschaftler aus 430 Instituten und aus mehr als 30 Ländern Hand in Hand mit den Wissenschaftlern des ILL mehr als 700 Experimente an den 40 zur Verfügung stehenden Instrumente durch.
Im Jahr 2006 wurden 639 wissenschaftliche Artikel veröffentlicht. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Instrumente sowie der Anwendung von Neutronentechniken auf eine ständig wachsende Anzahl von neuen wissenschaftlichen Bereichen, wird sich die Anzahl der User in den kommenden Jahrzehnten erheblich steigern.
Häufig werden forschungsorientierte Studenten und promovierte Stipendiaten aus den Mitgliedstaaten für die weitere Ausbildung in der Forschung an das ILL geschickt, wo sie einschlägige Techniken der Neutronenforschung erlernen.
In der Tat gehört die Ausbildung von wissenschaftlichen und technischen Fachkräften zu einer unserer wichtigsten Aufgaben.
Die meisten unserer Mitarbeiter sind zweisprachig, viele sind dreisprachig, die ideale Basis für die Schaffung einer wissensbasierten europäischen Gesellschaft.

Die Mitarbeiter des ILL 2006

Das ILL hat gegenwärtig ca. 450 Mitarbeiter, darunten ca. 250 Wissenschaftler und Ingenieure aus 39 verschiedenen Ländern; ungefähr 30 Doktoranden arbeiten zur Zeit im Rahmen des ILL-Doktorandenprogramms an ihrer Dissertation.

Perspektiven und Chancen weltführend bleiben

Das Flugzeit-Spektrometer BRISP.

Bildbeschreibung:

Das Flugzeit-Spektrometer BRISP zur Messung von dynamischen Strukturfaktoren in ungeordneten Systemen mittels inelastischer Streuung.

Als eine User-Einrichtung bietet das ILL Tausenden von Forschern aus europäischen und anderen Ländern Zugang zu den 40 Instrumenten, die niederenergetische Neutronen verwenden und deren Qualität und Anwendungsbreite weltweit führend sind. Mit der Bereitstellung seiner einmaligen Infrastruktur für die Forschung im Bereich der kondensierten Materie und der nuklearen Teilchenphysik ist das ILL weltweit zum Modell für solche international geprägten Nutzer-Einrichtungen und insbesondere auch für die erfolgreiche Zusammenarbeit in Europa geworden.

Im Zuge des 2001 verabschiedeten Millennium Programms, das im Jahre 2007 in seine 2. Phase geht, wurden und werden die Neutronquelle und insbesondere die Neutroninstrumente des ILL auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Damit wird sicher gestellt, da0 das Institut auch in den nächsten 20 Jahren international führend bleibt.

Teil des MILAND-Detektors

Bildbeschreibung:

Teil des MILAND Detektors. Der MILAND Detektor wird 2008 am Instrument D16 in Betrieb genommen; es handelt sich um den leistungsstärksten Detektor, was räumliche Auflösung (1 mm) und Zählrate (1MHz bei 10% Todzeitkorrektur) betrifft. Der ungewöhnliche Gasdruck (15 Bar) ermöglicht, den Parallaxen-Effekt deutlich zu verringern und somit die Distanz zwischen Probe und Detektor zu verkleinern. Durch Umkehrung der Polarität der Drift-Elektrode ist es möglich, den Detektor auf zwei verschiedene Art und Weisen zu betreiben: mit Priorität für die Effizienz oder für die räumliche Auflösung.

Eine erhebliche Kostensenkung ist zu erwarten, wenn die zur Zeit am ILL entwickelten ASIC Schaltungen zur Verfügung stehen werden. Dies ist für 2008 vorgesehen.

Diesem Ziel ist das Institut Laue-Langevin bereits sehr nahe gekommen: Zwischen 2001 und 2007 wurde im Rahmen des fortlaufenden Modernisierungsprogramms die Effizienz des ILL-Instrumentenparks bereits um einen Faktor 14 gesteigert. Damit können nicht nur zahlreiche Experimente schneller durchgeführt werden, sondern insbesondere auch neue Anwendungsgebiete - wie z.B. in der aufstrebenden Nanotechnologie - für die Forschung mit Neutronen in Europa erschlossen werden.