Das <a href=http://www.kph.uni-mainz.de>Institut für Kernphysik</a> der Uni Mainz hat eine weltweit einmalige Anlage zur Beschleunigung von Elektronen in Betrieb gesetzt. Der hochenergetische Strahl des "Mainzer Mikrotrons" (MAMI) soll in der Kern- und Teilchenphysik neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie liefern.Mainzer Mikrotron fertig gestellt<% image name="MAMI_Ablenkdipole" %><p>
<small> 2 der großen, je 250 t schweren 90°-Ablenkdipole mit den 43 Vakuumröhrchen, in denen der Elektronenstrahl umläuft. </small>
In sechsjähriger Bauzeit wurde der bestehende Elektronen-Beschleuniger für rund 12,5 Mio € mit einer vierten Stufe versehen und damit die Energie des Teilchenstrahls von 855 auf 1.500 Megaelektronenvolt (MeV) nahezu verdoppelt. Die Konstruktion ist so angelegt, dass die bisher außerordentlich hochwertige Strahlqualität erhalten bleibt. Damit können die Kernphysiker, die für ihre Forschungen aus aller Welt ans Mainzer Mikrotron kommen, künftig noch tiefer ins Innere der Materie blicken.
An der Uni Mainz wird bereits seit Ende der 1970er Jahre eine Beschleunigeranlage zur Erzeugung eines kontinuierlichen Elektronenstrahls, realisiert als Kaskade von so genannten Rennbahn-Mikrotronen betrieben. Anfang der 1990er Jahre kam als dritte Stufe das weltweit größte Rennbahn-Mikrotron hinzu. Dessen Strahlqualität erlaubte die Durchführung von Experimenten, die die Mainzer Kern- und Teilchenforschung an die Weltspitze brachten. Die Experimente lieferten vor allem Grundlagenwissen über den Aufbau unserer Materie, besonders der Protonen und Neutronen. Zu den Höhepunkten der MAMI-Forschungen gehören neue Aussagen über die Ladungsverteilung bei Neutronen und Untersuchungen über Pionen, leichte Teilchen, die aus zwei Quarks aufgebaut sind.
Mit der vierten Beschleunigerstufe, MAMI C genannt, können künftig noch ganz andere Teilchen erforscht werden, vor allem die schweren Mesonen. Davon erwarten sich die Wissenschaftler nicht nur neue Erkenntnisse über den Aufbau des Atomkerns, sondern auch über Phänomene des Universums wie die Zusammensetzung von Neutronensternen.
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<small> Teile der Injektionsstrahlführung: Die großen, blauen Elemente sind Dipolmagnete, die den Strahl vertikal (der erste) und dann horizontal (der zweite) ablenken. Die dazwischen liegenden, eher runden Strukturen, sind Quadrupolmagnete, die den Elektronenstrahl fokussieren und zusammenhalten. </small>
Um eine Energie von 1.500 MeV zu erreichen, wird der Elektronenstrahl zunächst durch die "alte" Anlage, deren 3 Stufen jeweils aus 2 Dipolmagneten und einem Linearbeschleuniger bestehen, auf 855 MeV gebracht. Indem der Strahl durch wiederholte Ablenkung mit Hilfe der Magneten immer wieder durch die gleiche Linearbeschleunigerstruktur geführt wird, gewinnen die Elektronen beständig an Energie.
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<small> Schema des harmonischen doppelseitigen Mikrotrons (HDSM). </small>
Mit den erreichten 855 MeV tritt der Strahl dann in die neue Anlage, ein harmonisches doppelseitiges Mikrotron (HDSM), ein. 4 Magnete, jeweils 250 t schwer, lenken den Strahl ab und 2 Linearbeschleuniger mit verschiedenen Frequenzen erzeugen die elektrischen Felder, durch die der Strahl seine Energie gewinnt. Auf seinem Weg durch die kleinen Kupfer- und Aluminiumröhrchen erreicht der Strahl schon nach wenigen Metern nahezu Lichtgeschwindigkeit und gewinnt anschließend durch die weitere Energiezufuhr an Masse. Ist das Ziel erreicht, haben die Elektronen ungefähr 7 km zurückgelegt.
Unter dem Dach des Düsseldorfer „Industrieverbundes Mikrobielle Genomforschung“ haben sich namhafte Unternehmen der Chemie-, Pharma- und Ernährungsindustrie vereint. Gemeinsam mit dem deutschen Forschungsministerium wollen sie die Weiße Biotechnologie in den nächsten 10 Jahren mit 600 Mio € fördern.<% image name="BASF_Biokatalyse" %><p>
Die ersten Projekte der Industrie-Initiative namens "GenoMik-Plus"– je zur Hälfte finanziert vom BMBF und Industrie – mit einem Gesamtvolumen von 42 Mio € über 5 Jahre wurden von einem internationalen Expertengremium bereits positiv beurteilt. In den nächsten Jahren sollen dadurch sowohl die Effizienz beim Einsatz von Mikroorganismen in technischen Prozessen gesteigert als auch neue Produkte aus Mikroorganismen mit neuen Eigenschaften entwickelt werden.
Der Industrieverbund wird unterstützt von BASF, Bayer Crop Science, BRAIN, Degussa, Henkel, Milupa, Schering, Südzucker, Wacker sowie weiteren klein- und mittelständigen Unternehmen.
Alfred Pühler, Koordinator des Bielefelder GenoMik-Plus-Netzwerks, kommentiert: „Die Genom-basierte Analyse und Optimierung von Organismen, Produktionsprozessen und Anwendungen werden künftig zu den Grundvoraussetzungen für innovative und wettbewerbsfähige Produkte und Prozesse in den Bereichen Chemie, Pharma, Medizin und Ernährung. Die GenoMik-Plus-Netzwerke haben die dazu notwendigen Technologien und Methoden in den letzten Jahren so weit entwickelt, dass jetzt die industrielle Umsetzung erfolgen kann.“
<b>Gläserne Zellen.</b> Der Einsatz von Mikroorganismen in der industriellen Biotechnologie gilt als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Die zunehmend „gläserne Zelle“ ermöglicht die Quantifizierung und Nutzung natürlicher Stoffwechselleistungen von Mikroorganismen in einer bisher nicht gekannten Effizienz. So kann durch Fortschritte bei der Sequenziertechnik sowie bei der funktionellen Genom-Analyse die genetische Ausstattung von Organismen in kürzester Zeit aufgeklärt und verglichen werden. Die komplexen Wechselwirkungen von Mikroorganismen mit der Umgebung werden damit zunehmend vorhersagbar.Deutscher Kraftakt für Weiße Biotech
Am Chemiepark Linz fand am 21. 12. bei einer <a href=http://www.agrolinz.at>AMI</a>-Anlage eine Behälterexplosion statt. Dabei wurden zwei Mitarbeiter der Firma Kremsmüller tödlich verletzt.21.12., 8:18 Uhr: Explosion im Chemiepark Linz<% image name="AMI_Zentrale" %><p>
An dem geborstenen Behälter, der mit einem Wasser-Lauge-Gemisch teilweise gefüllt war, wurden "Heißarbeiten" durchgeführt, wobei vorab sämtliche Sicherheitsmaßnahmen wie Freigabescheinwesen, Erlaubnisschein, Sicherungsposten, etc. eingehalten wurden. Während dieser Arbeiten kam es aus noch ungeklärter Ursache zu einer Explosion.
Die in unmittelbarer Nähe befindliche Ammoniakanlage und sonstige technische Einrichtungen am Chemiepark Linz wurden dabei nicht beschädigt. Die Ammoniakanlage wurde unmittelbar nach der Explosion in Sicherheitsstellung gefahren.
Die Rettungs- und Gefahrenabwehrmaßnahmen wurden in Zusammenarbeit mit der Betriebs- und Berufsfeuerwehr gemäß dem Gefahrenabwehrplan des Chemiepark Linz sofort und unmittelbar eingeleitet. Die unmittelbar betroffenen Mitarbeiter werden durch das Team des Roten Kreuzes psychologisch betreut.
Mit dem S3-MICRO, einem hochauflösenden, kompakten Mikro-Röntgenkamerasystem zur Nanostrukturanalyse, ist der Grazer <a href=http://www.hecus.at>Hecus X-Ray Systems</a> eine revolutionäre Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Röntgenkameras gelungen.<% image name="Hecus_Micro-back-x" %><p>
<small> Die kompakte S3-MICRO benötigt weniger als 1 m2 Laborfläche und bietet dennoch eine röntgenoptische Leistung, die bisher nur in großen Labors mit Dreh-Anoden oder Synchotron-Lichtquellen erreicht werden konnte. </small>
Anwendung soll die zur Markteinführung stehende S3-MICRO in der Biomedizin und Pharmazie sowie in der Nahrungsmitteltechnologie und Umweltsicherheit finden. Die Röntgenkamera erzielt durch eine hochbrillante Röntgenoptik eine dramatisch gesteigerte Auflösung und Präzision bei Röntgenklein- und Weitwinkelmessungen (SAXS/SWAXS). Neu ist dabei die Integration der Mikro-Röntgenstrahlführung "GeniX" der französischen <a href=http://www.xenocs.com>Xenocs</a> in das Hecus-XRS-Kamerasystem, wodurch ein punktfokussierter Röntgenstrahl extrem hoher optischer Qualität geliefert wird.
Peter Laggner, Geschäftsführer von Hecus X-Ray Systems und Leiter des Instituts für Biophysik und Nanostrukturforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, ist überzeugt: „Das neue System markiert den Wendepunkt von der Pionierära, die vor einem halben Jahrhundert in Graz mit der Kratky-Kamera begann, hin zu einer Ära, in der die Methodik von Technikern routinemäßig eingesetzt wird.“
<b>Energiesparer.</b> Das GeniX-Röntgenstrahlführungssystem verwendet eine Niedrigenergie-Microfocusquelle mit maximal 50 W. Im Vergleich dazu benötigen herkömmliche Röntgenquellen mehrere KW (bzw. MW in Teilchenbeschleunigern), wovon der Großteil als nutzlose Wärme kosten- und umweltbelastend weggekühlt werden muss. S3-MICRO bietet daher nicht nur eine verbesserte Röntgenoptik, sondern auch eine Energie- und damit Kostenreduktion auf etwa ein Hundertstel der bisherigen Technologie. Durch seine Kompaktheit und seinen niedrigen Energieverbrauch kann das Gerät auch in mobile, akkubetriebene Teststationen eingebunden werden.
<b>Prompte Ergebnisse.</b> Zudem sind nun die erzielten Messergebnisse nicht mehr durch optische Verzerrung beeinträchtigt. Bisher musste dieser Störeffekt durch mathematische Korrekturprogramme (‚Entschmierung’) eliminiert werden, was häufig zur Spezialistenaufgabe wurde und viele Nutzer abschreckte. Mit S3-MICRO liegen die Analyseergebnisse direkt, mit hoher Präzision vor und können unmittelbar für die Qualitätsbeurteilung des untersuchten Materials herangezogen werden. Das steigert das Potenzial für präzise Validierung, Labor-Automatisierung und Anwendungen mit Echtzeit-/Online-Prozesskontrolle.Hecus XRS macht Röntgenkameras routinetauglich
