Die Rossendorf-Beamline an der ESRF

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Die Rossendorf-Beamline wurde in den Jahren 1996 bis 1998 vom Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) an der Europäischen Synchrotron-Strahlungsquelle (ESRF) in Grenoble, Frankreich aufgebaut und wird seitdem im Dauerbetrieb genutzt. Als so genannte CRG-Beamline (Collaborative Research Group) wird sie vom FZD betrieben, wobei 2/3 der Strahlzeit für eigene Experimente verwendet wird, und 1/3 für ESRF-Experimente zur Verfügung steht, die vom Wissenschaftsbeirat der ESRF ausgewählt werden. Die Beamline hat zwei Experimentierplätze, einen für radiochemische und einen für materialwissenschaftliche Experimente.

Der radiochemische Messplatz ist ausgerüstet für Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) hochverdünnter Systeme. Mehrfach redundant ausgelegte Sicherheitssysteme erlauben die Messung von hauptsächlich alpha-strahlenden Radionukliden. Der radiochemische Messplatz wird von der Abteilung Molekulare Strukturen des FZD Instituts für Radiochemie betrieben und trägt vorwiegend zum Forschungsprogramm Nukleare Sicherheitsforschung und den Themen Actiniden in Biosystemen und Actiniden in Endlagersystemen bei. Forschungsschwerpunkte sind die Identifizierung, Strukturbestimmung und Quantifizierung von Actinidenspezies (U, Np, Pu, Am, Cm) und anderen relevanten Radionucliden (Tc, Se, Sb, Ni, Zn) unter umweltrelevanten Bedingungen. Diese Grundlagenforschung dient dazu, zuverlässige Risikoabschätzungen z.B. für den ehemaligen Uranerzbergbau und die Uranerzverarbeitung der Wismut, oder die zukünftige Lagerung radioaktiver Abfälle zu machen.

Der materialwissenschaftliche Experimentierplatz mit einem 6-Kreis-Goniometer dient der Bestimmung und Charakterisierung durch Ionenbestrahlung oberflächenmodifizierter Schichten und Interfaces mittels Diffraktion und Reflektometrie. Besonderheiten sind z.B. in-situ Untersuchungen von dünnen Schichten und nano-kristallinen Materialien während der Herstellung durch Magnetron-Sputtern, die Charakterisierung durch Ionenbestrahlung oberflächenmodifizierter Schichten, und die Untersuchung der simultanen Änderungen der Struktur und der Leitfähigkeit von ITO Filmen beim Tempern. Der Experimentierplatz wird vom Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung am FZD betreut und trägt wissenschaftlich zu den Forschungsprogrammen Dünne Schichten und Nanostrukturen bei.

Beide Experimentierplätze stellen jährlich ca. 600 (8-stündige) Messzeitschichten zur Verfügung, die von etwa 25 Wissenschaftlerteams genutzt werden. Jedes Jahr werden dabei etwa 15 materialwissenschaftliche und 30 radiochemische Experimente durchgeführt, die in 30-40 Publikationen veröffentlicht werden.

Mit seiner hochspezialisierten Ausrichtung zieht die Beamline nicht nur FZD-eigene Forscher an, sondern auch viele externe Wissenschaftler, hauptsächlich aus Deutschland und Frankreich, aber auch aus dem restlichen Europa und sogar aus Japan; darunter befinden sich Max-Planck-Institute, die ETH Zürich und verschiedene Kooperationen mit Industriepartnern im Bereich der anwendungsorientierten Foschung. Nach Förderung als Large Scale Facility durch die EU in den Jahren 2000-2003 ist die Beamline nun seit 2004 Teil des European Network of Excellence ACTINET, die den Zugang für externe europäische Nutzer am radiochemischen Messplatz weiter erleichtert.

Links:
Aquatic chemistry of actinides
Interaction of actinides with solid phases
Actinides in biological systems
Thin Films
Nanostructures
Optoelectronic Materials


Dr. Scheinost, Andreas - 19.05.2009