Abteilung Kernphysik

Die Abteilung Kernphysik des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf untersucht die Struktur der Atomkerne und deren Reaktionen. Unsere Experimente sollen klären, wie die chemischen Elemente im Kosmos einst entstanden und wie man dieses Wissen anwenden kann, um radioaktive Abfälle in zukünftigen Technologien zu entsorgen. Zudem entwickeln wir neuartige Strahlungsdetektoren für fundamentale Experimente, Medizin und andere Anwendungen. Wir beschäftigen uns mit anwendungsorientierter Materialforschung unter Verwendung kernphysikalischer Methoden. Die Abteilung betreibt mehrere Messplätze am supraleitenden Elektronenlinearbeschleuniger ELBE.

Foto: nELBE Experiment (Photo) ©Copyright: Dr. Arnd Junghans

Kernphysikalische Daten für Wissen­schaft und Technik

Wir untersuchen neutroneninduzierte und photonukleare Reaktionen für die Grundlagenforschung, die nukleare Astrophysik und für technische Anwendungen.

  • An der Photoneutronenquelle nELBE wird ein intensives Spektrum von ca. 1011 Neutronen pro Sekunde erzeugt. Durch Messung der Neutronenflugzeit können Reaktionsraten z.B. der inelastischen Neutronenstreuung und der neutroneninduzierten Kernspaltung mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
  • Die Bremsstrahlungsanlage γELBE erzeugt ein Spektrum mit Photonenenergien bis 18 MeV. Wirkungsquerschnitte und Struktureigenschaften werden mittels Photonenstreuung und Photoaktivierung in Verbindung mit hochauflösender Gammaspektroskopie untersucht.
Weiterlesen
Foto: MePS Positronen Strahlführung an ELBE ©Copyright: Reinhard Krause-Rehberg, Martin-Luther Univ. Halle

Posi­tronen­-Annihilations-Spektroskopie

Die Positronen-Annihilations-Spektroskopie (PAS) erlaubt zerstörungsfreie Untersuchungen im Gebiet der Materialphysik, der Chemie und an biologischen Systemen. Dabei werden die Anti-Teilchen der Elektronen als Sonde genutzt, um Materialdefekte auf atomarer Ebene und mit höchster Sensitivität aufzulösen.

Am HZDR werden mehrere komplementäre Aufbauten zur Nutzung der PAS eingesetzt:

  • MePS: Monoenergetische Positronen am supraleitenden Elektronenbeschleuniger ELBE
  • GiPS: Positronenproduktion innerhalb der Messprobe durch hochenergetische Bremsstrahlung an ELBE
  • SPONSOR: Monoenergetischer Positronenstrahl aus dem Zerfall von Na-22
  • LT: konventionelle Lebensdauerspektroskopie (Na-22)
Weiterlesen
Foto: Detektorentwicklung ©Copyright: PD Dr. Daniel Bemmerer

Detektorentwick­lung für die Grund­lagen­for­schung

In der Grundlagenforschung werden Detektoren mit sehr hoher Zeitauflösung und hoher Empfindlichkeit benötigt. Wir beteiligen uns mit der Entwicklung dieser Detektoren beispielsweise an den Experimenten HADES, CBM (hoch-dichte Kernmaterie), und R3B (exotische Kerne und radioaktive Strahlen) am GSI Helmholtzzentrum und an FAIR in Darmstadt. Neue Konzepte und Lösungen werden in medizinische Anwendungen und die Forschung bei hohen Energiedichten überführt. Wir entwickeln Flugzeit-Detektoren mit 0.1 ns Zeit-Auflösung, die kinematisch komplette Experimente ermöglichen.

Weiterlesen
Foto: 5MV Pelletron-Beschleuniger für den Felsenkeller, Entladen am HZDR ©Copyright: Bernd Rimarzig

Nukleare Astrophysik

Kernreaktionen liefern die Energie, die unsere Sonne zum Leuchten bringt und sie sind die Quelle der chemischen Elemente, die das menschliche Leben ermöglichen.

Weiterlesen

Aktuelles

  • In der Ausgabe 26 - Juni 2018 der HZDR Mitarbeiterzeitung Insider erschien ein Artikel über "Signale aus der ANTI-WELT. Positronenforschung am HZDR".
  • Daniel Gehre hat am 21.06.2018 seine Dissertation über "Investigations on CdZnTe-Semiconductor-Detectors for the Search of the Neutrinoless Double Beta Decay" sehr gut (magna cum laude) an der Technischen Universität Dresden verteidigt. Alles Gute für Dich, Daniel.
  • Louis Wagner hat am 07.06.2018 seine Dissertation über "Precise nuclear data of the 14N(p,γ)15O reaction for solar neutrino predictions" sehr gut (magna cum laude) an der Technischen Universität Dresden verteidigt. Alles Gute für Dich, Louis!
  • Die Publikation "The γ-ray angular distribution in fast neutron inelastic scattering from iron" von Roland Beyer und anderen im European Physical Journal ziert das Titelbild der Journal-Ausgabe 54/4, 2018. Ein schöne Anerkennung der Leistungen, Roland!
  • Maik Butterling hat beim 42. Leipzig Marathon am 22.4.2018 in beachtlichen 1 h 53 m 3 s die Halbmarathonstrecke bewältigt, was fast genau den einem Positroniker gebührenden 5:11 Minuten pro Kilometer entspricht. Herzlichen Glückwunsch, Maik. 
  • Am 18.04.2018 wurde die neue Beamline in Betrieb genommen, die den Positronenstrahl des MePS-Aufbaus zu AIDA-II, dem Apparatus for In-situ Defect Analysis, zukünftig verbinden wird. Einen großen Dank an Maik Görler, Andreas Hartmann, Daniel Stach und Stefan Findeisen für ihre Konstruktionen, verbrachten Stunden mit dem Wickeln von Magnetspulen und die Installation aller Komponenten. 
  • Boyana Deneva hat auf dem Doktorandenseminar 2017 des HZDR den Preis für das beste Poster "Single-plane Compton Imaging" gewonnen. Herzlichen Glückwunsch für Dich, Boyana!
  • Marcell Takács hat am 12.09.2017 seine Dissertation "Hydrogen burning: Study of the 22Ne(p,γ)23Na, 3He(α,γ)7Be, and 7Be(p,γ)8B reactions at ultra-low energies" sehr gut (magna cum laude) an der Technischen Universität Dresden verteidigt. Alles Gute für Dich, Marcell!
  • Daniel Bemmerer hat einen Helmholtz Recognition Award für seinen Antrag bei der European Research Commission zur nuklearen Astrophysik im Felsenkellerlabor erhalten. Herzlichen Glückwunsch an Dich, Daniel!
  • Der Beschleunigertank und der erste Ablenkmagnet des 5 MV Pelletron TANDEMs wurden am 27.4.2017 erfolgreich in den Rohbau des neuen Untertagelabors im Felsenkeller-Areal untergebracht. Beste Glückwünsche an Bernd Rimarzig und Daniel Bemmerer.
  • Daniel Bemmerer und Marcell Takács sind Koauthoren einer Publikation über den Einfluss des an LUNA gemessenen Protoneneinfangs von 17O auf die Zusammensetzung von interstellaren Staubteilchen im neuen Journal Nature Astronomy. Beste Glückwunsche an Euch beide.
  • Toni Kögler hat am 23.01.2017 seine Dissertation "Bestimmung des neutroneninduzierten Spaltquerschnitts von Pu(242)" mit Auszeichnung (summa cum laude) an der Technischen Universität Dresden verteidigt. Wir freuen uns mit Dir, Toni!
  • Maciej Oskar Liedke ist einer der Koautoren einer Publikation zu neuartigen magnetischen Speichermaterialien im Journal Nature Materials. Respekt, Oskar!
  • Mirco Dietz hat für seinen Beitrag zur Konferenz ND 2016 (International Conference on Nuclear Data for Science and Technology) in Brugge, Belgien, den Best Poster Award erhalten. Herzlichen Glückwunsch, Mirco!
  • Zur Langen Nacht der Wissenschaften 2016 in Dresden haben mehrere Hundert Besucher den Weg in das zukünftige Felsenkellerlabor gefunden. Vielen Dank an Marcel Grieger, Felix Ludwig, Stefan Reinicke, Stefan Schulz, Louis Wagner und Daniel Bemmerer für den Einsatz und die Erklärungen.
  • In der Ausgabe Januar 2016 des Physik Journals (Mitgliederzeitschrift der Deutschen Physikalischen Gesellschaft) haben wir einen Übersichtsartikel über das Grossgerät ELBE mit dem Titel Alles im Fluss veröffentlicht.
  • Mirco Dietz hat für seinen Beitrag "γ-angular distribution of 56Fe(n,n'γ) @ nELBE Time-of-Flight Facility" auf der ICTP-IAEA Schule "Nuclear data measurements for science and applications" am International Centre for Theoretical Physics in Trieste vom 19 bis 30. Oktober 2015 den "Best Poster Presentation Award" erhalten. Klasse, Mirco!
  • Die Positronen-Gruppe hat vom 21. - 23.10.2015 am HZDR einen internationalen Workshop zu Methoden und Anwendungen der Porosimetrie mit 55 Teilnehmern veranstaltet.
  • Konrad Schmidt hat am 29.06.2015 seine Dissertation (über experimentelle Studien der 40Ca(α,γ)44Ti Reaktion) mit Auszeichnung (summa cum laude) an der Technischen Universität Dresden verteidigt. Super, Konrad!
  • Marco Jungmann hat am 01.06.2015 seine Dissertation (über die monoenergetische Positronenquelle MePS und Messungen der Porosität von low-k Schichten) erfolgreich an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg verteidigt. Herzlichen Glückwunsch, Marco!
  • Roland Hannaske hat am 26.5.2015 mit Auszeichnung (summa cum laude) seine Dissertation (über den Deuteronenaufbruch in der Big-Bang Nukleosynthese) an der TU Dresden verteidigt. Herzlichen Glückwunsch, Roland! Wir wünschen Dir alles Gute!
  • Georg Schramm (Diplomarbeit in der Kernphysik) hat am 21.1.2015 sehr erfolgreich seine Dissertation zum Dr. rer. medic verteidigt. Herzlichen Glückwunsch, Georg!

Ältere Nachrichten


Drittmittelprojekte

  • DFG "Kombination spektroskopischer Verfahren zur Erforschung grundlegender Mechanismen der Poren- und Netzwerkbildung in mesoprösen low-k Dielektrka", A. Wagner, S. Schulz (TU Chemnitz, Fraunhofer ENAS Chemnitz) (2018-2021)
  • DFG "Lithium production", D. Bemmerer, K. Zuber (TU Dresden) (2017-2020)
  • EU-FP7 "CHANDA: solving CHAllenges in Nuclear DAta", A. R. Junghans (2013-2018)
  • DAAD "PPP Tschechien: Leerstellen und Leerstellen-Wasserstoffkomplexe in ZnO", W. Anwand (2015-2016)
  • Helmholtz-Gemeinschaft, Partner beim virtuellen Institut NAVI, D. Bemmerer (2011-2016)
  • DFG "Untersuchung des Einflusses der Kerndeformation auf Dipol-Stärkeverteilungen", R. Schwengner (2011-2014)
  • DAAD "PPP Tschechien: Untersuchung der Mikrostruktur dünner Metallfilme", W. Anwand (2011-2012)
  • DFG "alpha capture for astrophysics", D. Bemmerer (2009-2014)
  • EU-FP7 "ERINDA: European Research Infrastructures for Nuclear Data Applications ", A. R. Junghans (2010-2013, project coordinator)
  • BMBF "Energie 2020+", "Transmutationsrelevante kernphysikalische Untersuchungen mit Einsatz moderner technologischer und numerischer Methoden", A. Junghans (2009-2014)
  • BMBF "Hadronen- und Kernphysik", T. Cowan / A. Wagner (2009-2012)
  • DFG "Photodissoziation des Deuterons", A. Junghans (2008-2012)
  • EU-FP6 "EFNUDAT: European Facilities for Nuclear Data Measurements", A. R. Junghans (2007-2010)

Kontakt

Dr. Andreas Wagner
Leiter Abteilung Kernphysik
a.wagnerAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3261
Fax: +49 351 260 13261