Forschung mit Synchrotronstrahlung in Deutschland 2009 - SNI-Portal

KULTURWISSENSCHAFTENAltes in neuem LichtSynchrotronstrahlung ermöglicht zerstörungsfreie Einblickein historische Objekte. Die multidisziplinäre Forschungstellt dabei eigene Anforderungen an die Infrastrukturder Strahlungsquellen.Wer unsere heutige Kultur verstehen will, dem helfen vielfachEinsichten in die Bedeutung historischer Objekte. DetaillierteKenntnisse über die Entstehung von Kunstwerken oderden Einsatz von Kult- oder Gebrauchsgegenständen ermöglichenein tieferes historisches Verständnis.Die einzigartigen Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Materialuntersuchungmit Synchrotronstrahlung haben dazu geführt,dass entsprechende Methoden verstärkt bei derUntersuchung historischer Objekte eingesetzt werden. Die Untersuchungsobjektereichen dabei von Bildern antiker Meisterbis zu Teilen versunkener Schiffe, von Schriften des Archimedesbis zu Kultgegenständen wie der Himmelsscheibe von Nebra(siehe rechte Seite) sowie von den Qumran-Rollen bis zum BerlinerGoldhut. In der Regel stehen dabei Fragen der Entstehung,der Herkunft, der Echtheit und Aspekte der Konservierung imVordergrund.Die zerstörungsfreie und räumlich aufgelöste Untersuchungder chemischen Zusammensetzung mittels Röntgenfluoreszenzanalyseist dabei eine der gebräuchlichstenTechniken. Bei dieser Methode wird das Phänomen der Fluoreszenzausgenutzt, bei dem bestimmte Stoffe Licht niedrigerEnergie abgeben, wenn sie mit Licht höherer Energie beschienenwerden.Aufgrund der Prominenz der untersuchten Objekte und derRelevanz der Forschungsergebnisse für unser Weltbild ist dieÖffentlichkeitswirkung dieser Aktivitäten sehr groß. Oft werdendie Resultate dieser Forschung mit Synchrotronstrahlung in denMassenmedien verbreitet. Es ergibt sich daher eine willkommeneMöglichkeit, die Arbeit von und mit Synchrotronstrahlungsquelleneiner breiten Öffentlichkeit darzustellen.Die Nutzer in diesem Bereich kommen in der Regel nichtaus dem angestammten Kreis der Synchrotronstrahlungsgemeinschaft,sondern sind multidisziplinäre Gruppen, die sichbeispielsweise aus Archäologen, Historikern, Konservatoren undNaturwissenschaftlern zusammensetzen. Die Gesamtzahl derNutzer ist noch vergleichsweise klein, steigt aber in Deutschlandzusammen mit der weltweiten Entwicklung kontinuierlich.Eine signifikante Ausweitung dieser Aktivitäten erfordert in ersterLinie die Bereitstellung geeigneter Laborumgebungen fürdie ungewöhnlichen Proben. Die Erfordernisse sind so verschiedenwie die Untersuchungsobjekte. Beispiele sind klimatisierteProbenhütten oder Tresore für die Zwischenlagerung deroft sehr wertvollen Objekte. Zusätzlich ist wesentlich, dass dieSynchrotronstrahlungsquellen Ansprechpartner bereitstellen,welche die Untersuchungsmöglichkeiten aufzeigen und imEinzelfall sogar angepasste Lösungen für Experimente schaffenkönnen.Trotz der Vielfältigkeit des Feldes gibt es übergreifendeTrends für technische Verbesserungen. Diese zielen auf dieEmpfindlichkeit der Analysemethoden bei gleichzeitiger Verringerungder Strahlendosis, um die Objekte nicht zu beschädigen.In diesen Bereich fällt die Entwicklung und Nutzung effizientererDetektoren und schnellerer Messsysteme. Weiterhin ist esfür viele Nutzer wesentlich, ein einheitliches Koordinatensystemfür die Kopplung verschiedener Untersuchungsmethoden anderselben Probe etablieren zu können. Die Fähigkeit einer externen,mikrometergenauen lichtmikroskopischen Orientierungder Probe und die Möglichkeit, diese Koordinaten für ortsaufgelösteMessungen in alle beteiligten Synchrotronstrahlungs-Messstationen zu übernehmen, würde zu einer substantiellenVerbesserung der Arbeitsbedingungen führen. Gegenüber diesenpotentiellen Verbesserungen ist die gegenwärtige Weiterentwicklungder Synchrotronstrahlungsquellen zu höhererBrillanz sekundär.Die in den Kultur- und Geisteswissenschaften ebenso wiein den Naturwissenschaften eingebettete Archäometrie bildetderzeit ein kleines, aber aufstrebendes Anwendungsgebiet derSynchrotronstrahlung, das von den überragenden spektroskopischenund mikroskopischen Untersuchungsmethoden inKombination mit der Zerstörungsfreiheit der Methoden lebt. DieAktivitäten an deutschen Synchrotronstrahlungsquellen sowiean der ESRF sind auf höchstem internationalem Niveau, wiezahlreiche Arbeiten insbesondere an BESSY II in Berlin (sieheSeite 38), DORIS III in Hamburg (siehe Seite 40) sowie der ESRFin Grenoble (siehe Seite 48) belegen. Insbesondere über die Verbesserungder oben genannten weichen Faktoren im Umfeldder Infrastruktur der Strahlungsquellen werden sich diese Aktivitätenin Zukunft ausweiten lassen.18 Synchrotronstrahlung 2009