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Fragen und Antworten über das ILL

The Institut Laue-Langevin (ILL) is the world's leading facility in neutron science and technology. It operates the most intense neutron source on earth in Grenoble in the south-east of France.

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Fragen und Antworten über das ILL

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Die Antworten werden nach Themen zusammengefasst und auf der Fragen-Antworten-Seite veröffentlicht.

Fragen und Antworten über das ILL

Welche Aufgabe hat das ILL?

Das ILL ist eine Serviceeinrichtung. Seine Aufgabe ist es, die internationale Wissenschaftsgemeinde zu versorgen mit

  • Neutronenstrahlen, die so intensiv wie möglich sind,
  • wissenschaftlichen Spitzeninstrumenten,
  • Know-how seiner Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker.

Am ILL ist der größte Teil der Strahlzeit der Materialuntersuchung gewidmet. Die Forschung deckt ein breites Spektrum ab, das von technischen Anwendungen bis hin zur Biologie und Gesundheit reicht.
Neutronen beantworten viele wichtige Fragen nach den fundamentalen Gesetzen zur Entstehung unseres Universums. Auch die Neutronen selbst sind interessante Forschungsobjekte.

Was ist ein Neutron?

Neutronen sind neutrale Elementarteilchen, die in etwa dieselbe Masse haben wie ein Wasserstoffatom. Wegen ihrer fehlenden elektrischen Ladung dringen sie tief in Materie ein und dienen als zerstörungsfreie Sonde mit großer Genauigkeit.

Was erzählen uns Neutronen?

Neutronen wechselwirken mit den Atomkernen von Materie. Indem man beobachtet, wie sie abgelenkt werden und wie sich ihre Geschwindigkeit ändert, erhält man präzise Informationen über die Position und die Bewegung der Atomkerne. Weil sie außerdem wie kleine Kompassnadeln reagieren, geben sie einen einmaligen Einblick in den Magnetismus. (mehr)


Was bringen uns die Ergebnisse?

Die heutige Gesellschaft wird von Technologien angetrieben. In vielen Wissenschaftsgebieten hängt der Fortschritt vom Verständnis der Materialien auf der molekularen Skala ab. Das gilt zum Beispiel für Bauteile in einem elektrischen Schaltkreis, Membranen und Kontakte einer Brennstoffzelle oder Batterie, oder für Proteine in einer biologischen Zelle. Neutronen geben oft entscheidende Informationen zum Verständnis dieser Prozesse.

Kann man die Ergebnisse auf einem anderen Weg erzielen?

Heute gibt es in der Wissenschaft zahlreiche analytische Methoden, um die Struktur und Dynamik von Materialien zu untersuchen. Jede hat ihre Vor- und Nachteile.
Neutronen besitzen einige Trümpfe, wie zum Beispiel:

  • große Eindringtiefe, zerstörungsfrei
  • Empfindlichkeit auf Magnetfelder
  • Empfindlichkeit für leichte Atome, wie etwa für Wasserstoff.

Ohne Neutronen wäre die Wissenschaft blind für bestimmte Phänomene, die sich im Mikrokosmos abspielen. Deswegen werden weltweit große Investitionen in Neutronenquellen getätigt. Am ILL beläuft sich die Gesamtinvestition auf fast 2 Milliarden Euro, das jährliche Budget beträgt ungefähr 80 Millionen Euro.


Wer nutzt das ILL?

Die Experimente, die am ILL durchgeführt werden, werden durch einen sehr selektiven Prozess ausgewählt, der internationale Gutachter mit einbezieht. Das ILL erhält jährlich fast 1500 Anfragen für Strahlzeit, kann aber nur die Hälfte davon annehmen.
Mehr als 1500 Wissenschaftler reisen jedes Jahr aus aller Welt zum ILL, um diese Experimente durchzuführen.

Woher kommen die Finanzmittel für das ILL?

Das ILL ist eine multinationale Einrichtung.
Seine Gesellschafter, die drei Gründungsländer Deutschland, Frankreich und Großbritannien, leiten es. Jeder Gesellschafter trägt etwa 25% zum Budget bei.

Der Rest wird von den 12 wissenschaftlichen Partnern (Spanien, Schweiz, Österreich, Italien, Tschechische Republik, Schweden, Ungarn, Belgien, Slowakei, Dänemark, Polen und Indien) aufgebracht.

So profitiert rund 90 Prozent der europäischen Neutronenstreugemeinschaft vom ILL. Das ILL ist damit auch ein Aushängeschild für die erfolgreiche Zusammenarbeit in Europa, von der alle Mitglieder wechselseitig profitieren und mit der Wissenschaft und interkulturelle Freundschaft gefördert werden.


Gibt es andere Neutronenquellen in der Welt?

Bei der Wichtigkeit der Neutronen ist es kaum verwunderlich, dass in allen Ecken der Welt ein Netz von sehr stark konkurrierenden Neutronenquellen gibt. Außer dem ILL existiert in Frankreich eine weitere Quelle im Laboratoire Léon Brillouin (LLB) in Saclay.
Unter allen Neutronenquellen, die es auf der Welt gibt, ist das ILL heute die stärkste. Es bietet in der Tat die intensivsten Neutronenstrahlen der Welt, und eine große Bandbreite an Techniken zur Charakterisierung. Als Weltführer in Neutronenwissenschaft und –Technologie, ist das ILL ein großer Trumpf für die Wissenschaft in Grenoble.

Wieso ist das ILL immer noch weltweit führend?

Teil der Aufgabe des ILL ist es, die internationale Wissenschaftsgemeinde mit führenden Innovationen in allen Bereichen der Neutronenwissenschaft zu versorgen. Deshalb erhöht das ILL ständig seine Kapazitäten und Fähigkeiten, indem es die neuesten technologischen Entwicklungen in Neutronentransport und Neutronendetektion ausnutzt.
Die Neutronenquelle selbst ist von sehr innovativer Bauart. Ihr Innerstes wurde von 1993-1995 komplett neu gestaltet.
Eine Modernisierungskampagne aus dem Jahr 2000, die mehr als 50 Millionen Euro an Investitionen beinhaltet, führte im Schnitt zu einer mehr als 19-fachen Leistungserhöhung.

Warum benötigt das ILL einen Kernreaktor?

Alle Neutronen sind in Atomkernen gebunden. Einige dieser Kerne setzen Neutronen frei, wenn sie auseinanderbrechen: Das ist etwa bei dem Element Uran der Fall. In Kernkraftwerken wird dieser Prozess des Auseinanderbrechens oder der Kernspaltung benutzt, um Energie zu erzeugen.
Am ILL ist es das Ziel, die Freisetzung von Neutronen zu optimieren, um sie wissenschaftlich zu nutzen. Das erklärt die geringe Größe und die Bauart des Reaktors am ILL. [more]

Gibt es andere Möglichkeiten, um Neutronen zu erzeugen?

Neutronen können auch durch das Beschießen von schweren Atomkernen erzeugt werden, wie etwa bei Quecksilber unter Beschuss von Protonen. Dieser Prozess hat den Vorteil, dass er einen gepulsten Strahl zur Verfügung stellt. Bisher sind derartige Neutronenquellen, die auch Spallationsquellen genannt werden, weniger leistungsstark als das ILL, was den gesamten Neutronenfluss angeht. Das ILL wird nur von der zukünftigen europäischen Spallationsneutronenquelle (ESS) übertroffen werden, die bis zum Jahr 2025 fertig gestellt werden soll. Sie wird im schwedischen Lund gebaut und eineinhalb Milliarden Euro kosten. Bis zum Jahr 2025 wird das ILL unersetzlich bleiben, weil es den Neutronenwissenschaftlern alle experimentellen Möglichkeiten zu bietet, die sie benötigen.

Wie trägt die Stadt Grenoble zum Erfolg des ILL bei?

Die Stadt Grenoble, die zahlreiche wissenschaftliche Einrichtungen und Universitäten beherbergt, bietet ideale Bedingungen für fruchtbare, wissenschaftliche Kooperationen. Trotz seines starken internationalen Charakters profitiert das ILL sehr von der lokalen wissenschaftlichen Zusammenarbeit. Das zeigt zum Beispiel die Webseite Giant partnership.
Über das wissenschaftliche Umfeld hinaus bietet Grenoble eine ideale Atmosphäre und Infrastruktur, um Gastwissenschaftler und Personal aus dem Ausland anzuziehen, die wiederum das lokale kulturelle Leben und die Wirtschaft bereichern.

Welchen Beitrag leistet das ILL zur Entwicklung der Forschung in Grenoble?

Das ILL war der historische Keim des heutigen „European Photon and Neutron Science Campus“ (EPN), der außer dem ILL die europäische Synchrotonquelle ESRF beheimatet und eine Außenstation des europäischen Labors für Strukturbiologie (EMBL). Die Idee der gemeinsamen Nutzung der Infrastruktur von sich ergänzenden Wissenschaftsgebieten hat Vorbildcharakter und wurde weltweit oft nachgeahmt. Der Campus EPN zählt pro Jahr 6000 Besucher und richtet so das wissenschaftliche Leben in Grenoble stark international aus.

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