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Ortsverband Bodenheim (K56)

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Besichtigung des GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung

Wieder ein technisches Highlight! Der OV Bodenheim hatte sich vorgenommen wieder eine technisch interessante Forschungseinrichtung zu besichtigen. Uwe, DH2PC, hatte dafür einen Termin bei der GSI vereinbart. Im Rahmen der OV-übergreifenden-Zusammenarbeit hatte er auch bei den umliegenden Ortsverbänden für diesen Besuch geworben. So waren wir am 21.4.16 insgesamt 9 Personen aus K07, K46, K53 und K56 bei dieser 2-stündigen hochinteressanten und gelungenen Besichtigung. Die GSI ist ein reines Forschungszentrum und wird als Non-Profit-Unternehmen mit 108 Millionen € pro Jahr durch die Bundesrepublik (90%) und den Ländern Hessen (8%), Rheinland-Pfalz (1%) sowie Thüringen (1%) finanziert. Die GSI hat 1.350 Mitarbeiter, davon 700 Wissenschaftler und Ingenieure. Jedes Jahr sind dort auch 1.200 Gastwissenschaftler tätig. Forschungsgebiete sind: Atom-, Kern-, Plasma und Biophysik sowie Materialforschung und Beschleunigertechnologie. Momentan gibt es hier 4 Teilchen-Beschleuniger. Es gibt weltweit weiter ca. 30.000 kleine Beschleunigeranlagen. Je eine vergleichbare zur GSI gibt es nur in Japan und USA. In Darmstadt können alle Elemente des Periodensystems beschleunigt werden. Mit der Anlage UNILAC wurden sechs neue entdeckt. Der Stromverbrauch beträgt pro Jahr 60 GWh, das entspricht etwa dem Verbrauch von 200.000 Haushalten. Die Ionen werden auf 20-90 % der Lichtgeschwindigkeit gebracht. Die Anlagen dienen der Grundlagenforschung: Was sind die Bausteine der Materie, welche Eigenschaften besitzen Sie? Theoretisch könnte man damit auch Gold herstellen, allerdings benötigt man für 1 g Gold ca. 50 Millionen Jahre. Die größte Anlage in Darmstadt hat einen Umfang von 218 m. Die Ionen-Pakete werden 100.000-mal pro Sekunde durch den Beschleuniger geschickt, bevor sie im Vakuum die Endgeschwindigkeit erreichen. Der Weltrekord war, 32 Milliarden Ionen gleichzeitig auf 90 % der Lichtgeschwindigkeit zu bringen. Die typische Versuchsdauer beträgt zwei Wochen, aber die Auswertung der Daten ein halbes Jahr und mehr. In Darmstadt wurden erstmals in der Krebstherapie Tumore mit Schwerionen beschossen (1997-2008). Alle insgesamt 400 behandelten Patienten leben noch. Mit herkömmlichen Röntgenstrahlen erreicht man 4 cm Eindringtiefe, hat aber nur 50 % der Energie die man mit einem Ionenstrahl aufbringen kann. Letzterer dringt bis zu 13 cm ins Gewebe ein. Die Anwendungsdauer beträgt typisch 20 Minuten. Die Patienten sind dabei schmerzfrei. Die Tumore können klar abgegrenzt und millimetergenau mit dem bleistiftgroßen Ionenstrahl beseitigt werden, unter Schonung des gesunden Gewebes. Allerdings muss das Organ fixiert sein. Man arbeitet inzwischen an Anwendungen im Brustkorb. Dabei soll der Ionenstrahl den Organbewegungen nachgesteuert werden. Der größte Detektor beim GSI benötigte zehn Jahre Entwicklungszeit. Er enthält 82.000 Sensoren und soll auch in der geplanten doppelt so großen Neuanlage FAIR eingesetzt werden. Damit können die Ionen dann auf 99 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. In einem neuen Anwendungsfeld will man auch Antimaterie herstellen. Die Kollision mit normaler Materie soll neue Teilchen hervorbringen. Die Kosten betragen circa 1,3 Milliarden €. Die neue Anlage kann 100.000 mal mehr Ionen produzieren wie die jetzige. Dadurch können Versuche mit seltenen Ereignissen besser beobachtet werden. Der Unterschied zu Anlagen wie CERN wird in dem folgenden Vergleich klar: Im CERN schießt man mit Revolverkugeln, sprich mit hoher Einschlagsenergie. Beim GSI fährt man mit einem LKW bei 100 km/h vor die Wand. Hochenergetisch aufgeladene Teilchen dort, schwere Teilchen hier). Zum Abschluss standen wir noch vor dem neuen wassergekühlten Rechenzentrum, dem so genannten Green-Cube. Insgesamt eine gelungene Besichtigung, die viele neue technische Einrichtungen einer Großforschungsanlage zeigte. DK2FQ/DH2PC, 22.04.16