Forschung mit Synchrotronstrahlung in Deutschland 2009 - SNI-Portal

DORIS III und PETRA IIIam Helmholtz-Zentrum DESY in HamburgBei DESY steht für Experimente mit harter Röntgenstrahlungder Speicherring DORIS III mit 33 Strahlführungen und 40Experimentierplätzen zur Verfügung. Der Speicherring DORIS IIIhat einen Umfang von etwa 300 Metern und wird bei einer Teilchenenergievon 4,45 GeV betrieben. Auf etwa 5.000 StundenMesszeit können hier Nutzer im Jahr zurückgreifen – größtenteilsfür Experimente mit harter Röntgen-, aber auch mit ultravioletterStrahlung. Diese Synchrotronstrahlungsquelle bietetsehr gute Möglichkeiten für Experimente, die einen hohen Photonenflussim harten Spektralbereich benötigen wie zumBeispiel die Katalysatorenforschung oder die Materialwissenschaften.DORIS III wird jährlich von etwa 2.200 Wissenschaftlernund Ingenieuren für Experimente genutzt. Je ein Drittel derMessgäste arbeitet im Bereich der Strukturbiologie bzw. demder Materialwissenschaften, das restliche Drittel verteilt sichauf andere Wissenschaftsgebiete wie die Physik, Chemie, Umwelt-und Geowissenschaften sowie Medizin.Die Experimente für Strukturbiologie werden hauptsächlichvon der Außenstation des europäischen Labors für MolekularbiologieEMBL (Heidelberg) betrieben, mit Beiträgen derUniversitäten Hamburg und Lübeck. Einen weiteren strukturbiologischerMessplatz unterhalten die Max-Planck-Arbeitsgruppenfür Strukturbiologie. Die Helmholtz-Zentren GKSS(Geesthacht) und GFZ (Potsdam) betreiben an DORIS III jeweilsspezialisierte Messplätze für die Material- und Geoforschung.Darüber hinaus experimentieren verschiedene Universitätsgruppen(vor allem aus Hamburg) an DORIS III – für die Nutzergemeindeund für ihre eigene Forschung.Ab dem Jahr 2010 wird bei DESY die neue SynchrotronstrahlungsquellePETRA III für Experimente mit harter und sehrbrillanter Röntgenstrahlung an 14 Strahlführungen und etwa30 Experimentierplätzen bereitstehen.Der umgerüstete 2,3 Kilometer lange Speicherring PETRAIII, der bislang als Vorbeschleuniger für die Teilchenphysikdiente, wird die brillanteste Speicherring-Röntgenstrahlungsquelleder Welt sein. Nach vollständiger Inbetriebnahme sollPETRA III rund 5.000 Stunden Messzeit für Nutzerexperimenteanbieten. Für die Umrüstung wurden knapp 300 Meter desSpeicherrings komplett umgebaut und eine neue 280 Meterlange Experimentierhalle errichtet. PETRA III wird mit einer Teilchenenergievon 6 GeV betrieben und energiereiche Röntgenstrahlungbis über 100 keV Photonenenergie mit besondershoher Leuchtstärke liefern. So wird diese Strahlung auf einerFläche von einem einzigen Quadratmillimeter einen ebensohohen Photonenfluss liefern wie DORIS III heute auf einigenQuadratzentimetern.PETRA III wird exzellente Forschungsmöglichkeiten für dieNanowissenschaften und die Nanotechnologie bieten, die extremkleine Proben untersuchen und Informationen mit bishernicht erreichter Auflösung über die Anordnung der Atome gewinnenmöchten. Molekularbiologen werden an PETRA III auchmit Hilfe sehr kleiner Kristalle die dreidimensionale Struktur vonProteinen bestimmen können und damit dabei helfen, derenFunktion im Organismus aufzuklären. Die sehr klein fokussiertenRöntgenstrahlen an PETRA III werden es in Chemie, Umweltforschungund Materialwissenschaften unter anderemerlauben, Informationen über das Innere von Proben und Werkstückenmit sehr hoher räumlicher Auflösung zu messen, ohnediese dabei zu zerstören.Zum Bau und Betrieb der Strahlführungen an PETRA III tragendas EMBL (Strukturbiologie), das GKSS-Forschungszentrum(Materialwissenschaften), die Max-Planck-Gesellschaft, der ForschungsbereichGesundheit der Helmholtz-Gesellschaft sowiedie Universitäten Hamburg und Lübeck bei.Die externen Nutzer der DESY-Photonenquellen kommenzum größten Teil aus Universitäten, aber auch von außeruni-40 Synchrotronstrahlung 2009