Status und Perspektiven - SNI-Portal
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Verb<strong>und</strong>charakter<br />
In der Forschung mit Neutronen hat sich in Deutschland<br />
eine enge Verbindung zwischen den Großforschungseinrichtungen,<br />
die die Neutronenquellen betreiben, <strong>und</strong><br />
den Nutzergruppen - vorwiegend von Hochschulen - zu<br />
beiderseitigem Vorteil herausgebildet <strong>und</strong> bewährt.<br />
Diese Verbindung manifestiert sich in der gemeinsamen<br />
Weiterentwicklung von Methoden <strong>und</strong> dem Bau <strong>und</strong><br />
Betrieb von Geräten. Ein Beispiel intensiver Verknüpfung<br />
ist gegeben durch den Aufbau der Instrumentierung<br />
an der neuen Forschungsneutronenquelle FRM-II,<br />
die der Technischen Universität München, TUM,<br />
angegliedert ist. Hierzu haben Gruppen von Universitäten<br />
<strong>und</strong> Instituten der Max-Planck-Gesellschaft <strong>und</strong><br />
der Helmholtz-Gemeinschaft aus ganz Deutschland<br />
beigetragen. Das Instrument der BMBF-geförderten<br />
Verb<strong>und</strong>forschung hat wesentlich dazu beigetragen,<br />
dass durch die Mitwirkung der Hochschulgruppen die<br />
Möglichkeiten der Forschung mit Neutronen in vielen<br />
Wissenschaftsfeldern erkannt worden sind. Das breite<br />
Spektrum erstreckt sich von den Gr<strong>und</strong>lagenfächern<br />
Physik, Chemie, Biologie, Geowissenschaften bis hin<br />
zu den Ingenieurdisziplinen Materialwissenschaft <strong>und</strong><br />
Werkstofftechnik.<br />
Ausbildung<br />
Durch das an den Hochschulen vorhandene Knowhow<br />
werden – wiederum im Zusammenwirken mit den<br />
„professionellen Neutronenforschern“ aus den Zentren<br />
- Studierende <strong>und</strong> junge Wissenschaftler informiert <strong>und</strong><br />
ausgebildet, damit sie in der Lage sind, Neutronen für<br />
Fragestellungen ihrer Forschungsprojekte einzusetzen.<br />
Zu diesem Angebot gehören spezielle Kurse <strong>und</strong> Praktika,<br />
die an allen Zentren angeboten werden. Durch ihre<br />
Verbindungen zu den Hochschulen können wiederum<br />
die Großforschungseinrichtungen Doktoranden gewinnen.<br />
In Deutschland haben sich regionale Netzwerke<br />
mit speziellen Einzugsgebieten im Umfeld der Zentren<br />
der Helmholtz-Gemeinschaft, GKSS, HMI, FZJ, sowie<br />
für den FRM-II entwickelt. Für die erforderliche ständige<br />
Erneuerung <strong>und</strong> Weiterentwicklung der Nutzerschaft<br />
im Bereich der Forschung mit Neutronen sowie für die<br />
Ausbildung der Nachwuchswissenschaftler sind diese<br />
Verknüpfungen zwischen Hochschulen <strong>und</strong> Zentren von<br />
großer Bedeutung<br />
Für Forschergruppen mit Doktoranden <strong>und</strong> Nachwuchswissenschaftlern<br />
ist eine planbare längerfristige<br />
Perspektive mit verlässlichem Zugang zu<br />
Messmöglichkeiten entscheidend. Hierzu gehört<br />
insbesondere eine auf die Belange der Nutzer von<br />
Großgeräten zugeschnittene Forschungsförderung. Aus<br />
Sicht des KFN sollte das hocheffi ziente Instrument der<br />
BMBF-Verb<strong>und</strong>forschung zur optimalen Nutzung der<br />
Großgeräteinfrastruktur ausgebaut werden.<br />
Erschließung neuer Forschungsthemen<br />
„Gelegentliche Nutzer“, die nur hin <strong>und</strong> wieder Experimente<br />
mit Neutronen machen, müssen auf eine<br />
leistungsfähige Instrumentierung zugreifen können<br />
<strong>und</strong> sind dabei auf die kompetente Unterstützung<br />
der Geräteverantwortlichen angewiesen. Es handelt<br />
sich hier um eine wissenschaftliche Zusammenarbeit<br />
zwischen Partnern mit manchmal sehr unterschiedlichen<br />
Spezialgebieten, deren Erfolg für die Qualität der<br />
Forschungsergebnisse entscheidend ist. Gelegentliche<br />
Nutzer sind besonders wichtig im Zusammenhang mit<br />
dem Erschließen neuer Themen für die Forschung mit<br />
Neutronen. In diesem Prozess können sich Arbeitsgruppen<br />
herausbilden, die sich intensiver der Methode der<br />
Neutronenstreuung zuwenden. Das KFN appelliert an<br />
die Universitäten, diesen Aspekt bei Neuberufungen zu<br />
berücksichtigen.<br />
KFN-Umfrage<br />
Um ein aktuelles Bild der Nutzung von Neutronen<br />
durch deutsche Wissenschaftler zu erhalten, wurden im<br />
Frühjahr 2004 vom KFN die Nutzer befragt [7]. 900<br />
Wissenschaftler wurden angeschrieben, der Rücklauf<br />
lag mit 40 % weit über dem vergleichbarer Umfragen.<br />
Die Ergebnisse können mit wenigen Einschränkungen<br />
als repräsentativ angenommen werden <strong>und</strong> sind<br />
vollständig im Anhang wiedergegeben. Im Folgenden<br />
werden bestimmte Aspekte herausgestellt (z. T. im Vergleich<br />
zur Umfrage der European Neutron Scattering<br />
Association (ENSA) aus dem Jahre 1998 [8]).<br />
Material.<br />
19 %<br />
Andere<br />
4 %<br />
Biophysik<br />
2 %<br />
Bio.<br />
3 %<br />
Ing.<br />
4 %<br />
Chemie<br />
13 %<br />
Geo.<br />
4 %<br />
Kristallo.<br />
10 %<br />
Physik<br />
41 %<br />
„professionelle“<br />
Nutzung<br />
(75-100 %)<br />
28 %<br />
häufige<br />
Nutzung<br />
(50-75 %)<br />
17 %<br />
gelegentliche<br />
Nutzung<br />
(25-50 %)<br />
17 %<br />
seltene<br />
Nutzung<br />
(0-25 %)<br />
38 %<br />
Abb. 5.1. Links: Verteilung der deutschen Neutronennutzer<br />
auf verschiedene Wissenschaftsdisziplinen;<br />
rechts: Intensität der Neutronennutzung nach dem zeitlichen<br />
Umfang, den Neutronenexperimente am Gesamtforschungsprogramm<br />
haben.<br />
Interdisziplinarität<br />
Die Verteilung der Nutzer auf unterschiedliche Fachgebiete<br />
(Abb. 5.1 links) spiegelt die Interdisziplinarität<br />
der Forschung mit Neutronen wider. Die größte Gruppe<br />
stellen die Physiker dar, weiter sind Materialwissenschaftler,<br />
Chemiker <strong>und</strong> Kristallographen gut repräsentiert.<br />
Der Anteil der Chemiker ist in den letzten Jahren<br />
signifi kant gesunken, was mit einer Reduzierung oder<br />
Neuausrichtung von Festkörperchemie-Lehrstühlen in<br />
Deutschland zu erklären ist.<br />
Forschungsintensität hat zugenommen<br />
In der Nutzergemeinde hat die Intensität der Forschung<br />
mit Neutronen deutlich zugenommen (Abb. 5.1 rechts):<br />
45 % der Befragten nutzen Neutronen für mehr als die<br />
Hälfte ihrer Forschungstätigkeit (1998 waren es nur<br />
26 %). Der größte Teil davon sind „professionelle Neutronenforscher“,<br />
die meist an Zentren angesiedelt sind.<br />
Nach wie vor ist die größte Gruppe die der „gelegentlichen<br />
Nutzer“, für die Neutronen eine ergänzende, aber<br />
wichtige Sonde sind. Sehr viele Wissenschaftler aus<br />
allen Nutzergruppen setzen komplementäre Methoden<br />
für ihre Forschung ein. Intensive Betreuung ist entscheidend,<br />
um insbesondere die gelegentlichen Nutzer an<br />
Methoden der Forschung mit Neutronen heranzuführen<br />
<strong>und</strong> sie langfristig für diese zu interessieren.<br />
Neutronenquellen<br />
An der Nutzung verschiedener Quellen hat sich seit der<br />
letzten Umfrage wenig geändert. 29 % der Experimente<br />
werden am ILL durchgeführt, 61 % an Mittelfl ussquellen,<br />
wobei das Hauptgewicht auf den deutschen Reaktoren<br />
in Jülich, Berlin <strong>und</strong> Geesthacht liegt. Die restlichen<br />
10 % verteilen sich auf: Orphée (Saclay, Frankreich),<br />
SINQ (PSI, Schweiz), ISIS (RAL, Großbritannien) <strong>und</strong><br />
IBR-II (Dubna, Russland). ISIS ist derzeit die weltbeste<br />
Spallationsquelle.<br />
Struktur der Nutzergemeinde<br />
Für zukünftige Planungen ist es wichtig, die Struktur<br />
der Nutzergemeinde möglichst gut zu kennen. Gut die<br />
Hälfte der Neutronennutzer arbeitet an Universitäten,<br />
knapp ein Drittel an Forschungszentren mit Neutronenquelle.<br />
Erfahrene Neutronennutzer sind in ähnlich<br />
hohem Umfang (über 55 %) an allen Forschungseinrichtungen<br />
vertreten. Die Ausbildung des wissenschaftlichen<br />
Nachwuchses (Doktoranden) wird besonders von<br />
den Hochschulen geleistet, während Forschungszentren<br />
demgegenüber mehr Postdoc-Stellen anbieten können.<br />
Diplomanden sind in der Umfrage vermutlich unterrepräsentiert.<br />
Sie konnten nur indirekt von der Nutzerumfrage<br />
erfahren, da sie nicht im Verteiler erfasst<br />
waren. Die Altersverteilung ist in der Abbildung 5.2<br />
dargestellt. Die Altersgruppe 30 bis 40 dominiert, sie<br />
besteht sowohl aus Doktoranden als auch Postdocs <strong>und</strong><br />
erfahrenen Nutzern. Frauen, die an der Umfrage teilgenommen<br />
haben, sind im Schnitt jünger als die Männer.<br />
Es ergibt sich eine sehr ges<strong>und</strong>e Altersverteilung: laut<br />
Umfrage sind 55 % der Nutzer jünger als 40 Jahre.<br />
Dieser Wert berücksichtigt nicht, dass Diplomanden<br />
unterrepräsentiert sind.<br />
20-29<br />
14 %<br />
>69<br />
1 %<br />
30-39<br />
40 %<br />
60-69<br />
10 %<br />
50-59<br />
14 %<br />
Abb. 5.2. Altersstruktur der deutschen Neutronennutzergemeinde.<br />
40-49<br />
21 %<br />
Zugang zu den Quellen<br />
Die Forschung an Großgeräten wie an Neutronenquellen<br />
benötigt Vorschlags- <strong>und</strong> Auswahlverfahren, um die<br />
vorhandene Messzeit an unterschiedlichen Experimenten<br />
nach wissenschaftlicher Qualität zu verteilen. Die<br />
Messzeitanträge („Proposals“) werden in Expertengremien<br />
begutachtet. Auf der Basis der Gutachten wird die<br />
verfügbare Messzeit an die Nutzer verteilt. Das bedeutet<br />
u. U. relativ lange Vorlaufzeiten, die insbesondere<br />
bei Diplom- <strong>und</strong> Doktorarbeiten frühzeitig berücksichtigt<br />
werden müssen. Für industrielle Nutzer gibt es in<br />
der Regel gesonderte Programme, die einen schnelleren<br />
Zugang ermöglichen. Im Einzelnen gibt es folgende<br />
Nutzungsmodalitäten an deutschen Neutronenquellen<br />
<strong>und</strong> am ILL:<br />
• Am Hahn-Meitner-Institut, am FRM-II <strong>und</strong> am<br />
ILL können zweimal pro Jahr Proposals eingereicht<br />
werden. Am HMI können nach Begutachtung für<br />
Doktorarbeiten spezielle langfristigere Messzeitkontingente<br />
zur Verfügung gestellt werden.<br />
66 Zugang <strong>und</strong> Förderung<br />
67