Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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HZDR Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
HZDR Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Logo
Kategorie: Großforschungseinrichtung
Bestehen: Gründungsdatum: 1992
Mitgliedschaft: Helmholtz-Gemeinschaft
Standort der Einrichtung: Dresden
Grundfinanzierung: Budget: ca. 118 Mio. Euro (2011)
Leitung: Roland Sauerbrey (wissenschaftlich)
Peter Joehnk (kaufmännisch)
Mitarbeiter: 1.000 (2013)
Homepage: hzdr.de

51.06361111111113.949722222222Koordinaten: 51° 3′ 49″ N, 13° 56′ 59″ O

Karte: Deutschland
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Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
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Deutschland
Empfangs- und Verwaltungsgebäude des HZDR
Logo des Forschungszentrums Rossendorf bis 2011

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ist ein naturwissenschaftliches Forschungszentrum im Dresdner Ortsteil Rossendorf und seit 1. Januar 2011 Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Am HZDR wird in drei der sechs Forschungsbereiche der Helmholtz-Gemeinschaft geforscht: Energie[1], Gesundheit[2] und Materie[3]. Das HZDR wurde als Forschungszentrum Rossendorf im Jahr 1992 gegründet.[4] Das HZDR hat eine Gesamtfläche von 186 Hektar. Es befindet sich am Standort des 1956 gegründeten Zentralinstituts für Kernphysik (später: Zentralinstitut für Kernforschung) in Dresden-Rossendorf.

Forschung[Bearbeiten]

Das HZDR forscht in den Bereichen Energie, Gesundheit und Materie grundlagen- und anwendungsorientiert.

Magnetwirbel-Antennen für drahtlose Datenübertragung
Ionenstrahl trifft auf eine Oberfläche

Energie Im Forschungsbereich Energie suchen die Wissenschaftler nach ökonomisch und ökologisch tragbaren Lösungen für die Energieversorgung der Zukunft. Sie arbeiten an neuen Technologien für Erkundung, Gewinnung, Nutzung und Recycling von strategisch wichtigen Metallen und mineralischen Rohstoffen, z.B. biotechnologische Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von Metallen. Sie beschäftigen sich mit energieintensiven Prozessen der Industrie, z.B. beim Stahlguss oder in der Chemieindustrie. Die Forscher widmen sich außerdem der Sicherheit von Kernreaktoren und Endlagerstätten. Ein weiteres Thema ist die Entwicklung einer Flüssigmetallbatterie für die Speicherung größerer Mengen an Energie. Solche stationäre Speicher könnten einen Beitrag leisten, um den wachsenden Bedarf an Speichermöglichkeiten zu decken.

Gesundheit

Das HZDR hat das Ziel, Fortschritte bei der Früherkennung, Diagnose und Therapie der Volkskrankheit Krebs zu erreichen, die in Deutschland jährlich 450.000 Neuerkrankungen zählt. Es arbeitet eng mit Partnern aus der Hochschulmedizin zusammen. Die Krebsforschung am HZDR befasst sich mit drei Themenkomplexen: radioaktive Arzneimittel zur Diagnose und Therapie von Krebs, neue Verfahren zur Bildgebung in der Onkologie sowie Teilchenbeschleunigung mit neuartigen Lasertechnologien für die Strahlentherapie. Auf dem Gelände des Universitätsklinikums Dresden entsteht derzeit ein Neubau für das OncoRay – Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie, in dem unter anderem die Protonenstrahl-Therapie weiterentwickelt und für Patienten zum Einsatz kommen soll. OncoRay wird getragen durch das Universitätsklinikum Dresden, die TU Dresden und das HZDR. Das Dresdner Helmholtz-Zentrum ist außerdem Partner im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung. In der HZDR-Forschungsstelle in Leipzig geht es zudem um die Früherkennung von Hirnerkrankungen wie Alzheimer-Demenz.

Materie

Im Forschungsbereich Materie werden Materialien unter extremen Bedingungen untersucht, z.B. starke Magnetfelder und sehr tiefe Temperaturen, mit dem Ziel Werkstoffe zu verbessern oder neue zu entwickeln. Dafür braucht man komplexe wissenschaftliche Geräte und Anlagen, wie sie in der Helmholtz-Gemeinschaft betrieben werden. An den Großforschungsanlagen im HZDR erforschen die Wissenschaftler beispielsweise neuartige Supraleiter und Halbleiter-Materialien. Außerdem entwickeln sie hochempfindliche Detektoren für Anwendungen in Medizin und Technologie und treiben moderne Technologien zur Teilchenbeschleunigung voran.

Forschungsanlagen[Bearbeiten]

Hauptbeschleuniger der Strahlungsquelle ELBE
Thermohydraulische Versuchsanlage TOPFLOW
Hochleistungslaser - Ti:Saphir Laser DRACO

Außer den HZDR-Wissenschaftlern nutzen auch internationale Gäste die Messzeiten der Rossendorfer Großforschungsanlagen für eigene Projekte.

Die ELBE ist ein Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen und die größte Forschungsanlage am HZDR. Sie umfasst einen supraleitenden Elektronenbeschleuniger mit hoher Brillanz und niedriger Emittanz (ELBE) sowie je einen Freie-Elektronen-Laser für das mittlere und ferne Infrarot. Der ELBE-Elektronenstrahl wird darüber hinaus umgewandelt in Sekundärstrahlen (Bremsstrahlung, Channeling-Strahlung, hochbrillante Röntgenstrahlung, Positronen sowie Neutronen). Zum Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen gehört zudem der Hochleistungslaser DRACO. Dieser Titan:Saphir-Laser erreicht mittels Chirped Pulse Amplification ca. 150 TW Leistung und wird zur Beschleunigung von Protonen und Elektronen auf hohe Energien mittels der Laser-Plasma-Beschleunigung genutzt. Ein weiterer Hochleistungslaser (PENELOPE) im Petawatt-Bereich befindet sich derzeit im Aufbau.

Das Hochfeld-Magnetlabor Dresden erzeugt die höchsten gepulsten Magnetfelder in Europa mit dem Ziel 100 Tesla – etwa das Dreimillionenfache des Erdmagnetfeldes – für die Materialforschung zur Verfügung zu stellen, um elektronische Eigenschaften von neuartigen Supraleitern und Halbleitermaterialien untersuchen zu können.

Im Ionenstrahlzentrum wird energetischer Teilchenbeschuss für die Entwicklung und Analyse neuer elektronischer Materialien genutzt.

Die Rossendorf Beamline ROBL an der europäischen Synchrotronstrahlungsquelle ESRF in Grenoble, Frankreich, ermöglicht materialwissenschaftliche sowie radiochemische Forschung durch extrem brillantes Licht.

Im zusammen mit dem Universitätsklinikum Dresden und der TU Dresden betriebenen PET-Zentrum werden bildgebende Verfahren für die Diagnose sowie neue therapeutische Ansätze zur Therapie von Krebs entwickelt und erforscht. HZDR, Uniklinikum und TU Dresden betreiben außerdem gemeinsam das "National Center for Radiation Research in Oncology – OncoRay".

Die thermohydraulische Versuchsanlage TOPFLOW (Transient Two Phase Flow Test Facility) ermöglicht die Untersuchung von komplexen Strömungsphänomenen unter realitätsnahen Bedingungen, wie sie in Kernreaktoren sowie in der Chemie- und Verfahrenstechnik vorkommen.

Mit DRESDYN entsteht eine neue Plattform für Dynamoexperimente und thermohydraulische Studien mit flüssigem Natrium; deren Kern ist ein Präzessions-Dynamo, mit dem die Entstehung des Erdmagnetfeldes realistischer simuliert werden kann als mit Propeller-getriebenen Dynamo-Experimenten. Die Experimente sollen darüber hinaus detaillierte Einblicke in Metallschmelzen erlauben, dienen der Entwicklung von Flüssigmetallbatterien und für die Sicherheitsforschung für flüssigmetallgekühlte Kernreaktoren der nächsten Generation.[5]

Personal und Etat[Bearbeiten]

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf beschäftigt etwa 1.000 Mitarbeiter, davon 450 Wissenschaftler inklusive 160 Doktoranden sowie darunter 40 Auszubildende in dreizehn Berufen. [6] Die Grundfinanzierung wird zu 90 Prozent durch den Bund und zu 10 Prozent durch den Freistaat Sachsen bereitgestellt (2012: 101 Mio. Euro), hinzu kommen Drittmittel (2012: 17 Mio. Euro).

Technologietransfer[Bearbeiten]

Der Transfer von Wissen und Forschungsergebnissen wird am HZDR durch Auftragsforschung, Lizenzierungen und die gemeinschaftliche Nutzung der Geräte und Anlagen mit Kooperationspartnern realisiert. Die 2011 gegründete Firma HZDR INNOVATION GmbH nutzt bspw. Infrastruktur und Wissen am HZDR für Produktions- und Serviceleistungen auf dem Gebiet der Ionenimplantation.[7] Die Technologie wird zur Dotierung, d.h. Einbringen von Fremdatomen in Werkstoffoberflächen, und gezielten Herstellung von Defekten in Halbleitermaterialien eingesetzt. Sie wird auch angewendet, um maßgeschneiderte Oberflächeneigenschaften wie die Oxidationsbeständigkeit von Leichtbauwerkstoffen für die Luftfahrt, Automobilindustrie und Energietechnik zu erzeugen oder die Bioverträglichkeit von medizinischen Implantaten zu verbessern.

Nachwuchsförderung[Bearbeiten]

Das HZDR beschäftigt rund 160 Doktorandinnen und Doktoranden, die in Kooperation mit Universitäten, insbesondere der TU Dresden, promovieren.[8] Die sechs Nachwuchsgruppen des HZDR (Stand: 2013) forschen zu folgenden Themengebieten: Computergestützte Strahlenphysik, Neutronenphysikalisch-sicherheitstechnische Bewertung moderner Kernreaktorkonzepte, Magnetisierungsdynamik, Tumorspezifische PET-Radiotracer sowie Ionenstrahl-bearbeitete funktionelle Materialien für die Spintronik und Photovoltaik. Diese sechste wird als sogenannte Helmholtz-Nachwuchsgruppe besonders gefördert. Das HZDR betreibt weiterhin das Helmholtz-Kolleg NANONET[9], ein strukturiertes Promotionsprogramm in der Molekularelektronik, und veranstaltet ein internationales Sommerstudentenprogramm[10]. Für den Betrieb der Forschungsanlagen, für die Labore und die Verwaltung bildet das HZDR ständig rund 40 junge Menschen in 13 Ausbildungsberufen aus[11]. Für Schülerinnen und Schülern ab der siebten Klasse bietet das Schülerlabor DeltaX Experimentiertage und Ferienkurse.[12] Regelmäßige Lehrerfortbildungen ergänzen diese Angebote.

Für die allgemeine Öffentlichkeit organisisiert das HZDR alle zwei bis drei Jahre einen Tag des offenen Labors und beteiligt sich jeden Sommer an der Langen Nacht der Wissenschaften aller Forschungseinrichtungen in Dresden.[13] Das HZDR ist ebenfalls bei den Wissenschaftsnächten in Freiberg und Leipzig vertreten.

Institute des HZDR[Bearbeiten]

Der wissenschaftliche Geschäftsbereich des HZDR gliedert sich in acht Institute und die Zentralabteilung Forschungstechnik für die Entwicklung und den Aufbau von Forschungsanlagen und Experimenten.

Liste in Rossendorf wirkender Forscher[Bearbeiten]

  • Wolf Häfele war von 1992 bis 1996 Wissenschaftlicher Direktor des Forschungszentrums Rossendorf.
  • Frank Pobell war von 1996 bis 2003 Wissenschaftlicher Direktor und Sprecher des Vorstandes des Forschungszentrum Dresden-Rossendorf und leitete von 2002 bis 2004 den Aufbau des Hochfeld-Magnetlabors Dresden.
  • Roland Sauerbrey ist seit 2006 Wissenschaftlicher Direktor des heutigen Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf.
  • Heinz Barwich
  • Klaus Fuchs
  • Josef Schintlmeister

Standorte[Bearbeiten]

Neben dem Hauptstandort in Dresden betreibt das HZDR eine Forschungsstelle in Leipzig, an der radiopharmazeutische und georadiochemische Forschung betrieben wird, ein Strahlrohr mit einem materialwissenschaftlichen und einem radiochemischen Messplatz an der Europäischen Synchrotronstrahlungsquelle ESRF in Grenoble/Frankreich sowie das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie.

Geschichte des Standorts in Rossendorf[Bearbeiten]

Einweihung des Rossendorfer Forschungsreaktors im Jahre 1957

1956 wurde das Zentralinstitut für Kernphysik in Rossendorf gegründet, das wenig später als Zentralinstitut für Kernforschung (ZfK) in die Akademie der Wissenschaften der DDR eingegliedert wurde. Der am Manhattan-Projekt beteiligte deutsch-britische Kernphysiker Klaus Fuchs war bis 1974 stellvertretender Direktor des ZfK.[15] Nach der Wiedervereinigung wurde unter Leitung von Wolf Häfele das Forschungszentrum Rossendorf (FZR) neugegründet und verlagerte die Forschungsschwerpunkte auf Lebenswissenschaften und Materialforschung. Im Jahr 2006 erfolgte die Umbenennung in Forschungszentrum Dresden-Rossendorf, um die namentliche Verbindung zum Forschungsstandort Dresden zu betonen.

2011 fand der Wechsel des Forschungszentrums aus der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz in die Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren statt. Seitdem trägt es den Namen Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.[16]

Am ehemaligen Zentralinstitut für Kernforschung (ZfK) der DDR waren in Rossendorf verschiedene Forschungsreaktoren in Betrieb. Sie wurden auf dem heutigen Gelände des Forschungsstandortes betrieben und schrittweise nach 1989 außer Betrieb genommen. Für Stilllegung und Rückbau wurde der neu gegründete Verein für Kernverfahrenstechnik und Analytik Rossendorf e. V. (VKTA) vom Freistaat Sachsen beauftragt.

Der Rossendorfer Forschungsreaktor (RFR) hatte eine Nennleistung von 10 Megawatt und war von 1957 bis 1991 in Betrieb. Dieser Forschungsreaktor wurde hauptsächlich als Neutronenquelle für die Herstellung von Radioisotopen, für die Dotierung von Silizium, für Aktivierungsanalysen sowie für die Materialforschung eingesetzt.

Die Rossendorfer Anordnung für kritische Experimente (RAKE) hatte nur eine geringe Leistung von 10 Watt und war von 1969 bis 1991 in Betrieb. Sie diente reaktorphysikalischen Experimenten und zur Ausbildung. Bis 1998 wurde diese Reaktoranlage vollständig abgebaut.

Der Rossendorfer Ringzonenreaktor (RRR) war der erste Reaktor, der in der DDR eigenständig entwickelt wurde. Er wurde zwischen 1962 und 1991 als Forschungsreaktor betrieben und hatte eine Leistung von 1000 Watt. Der Reaktor wurde in der reaktorphysikalischen Grundlagenforschung eingesetzt.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Forschungsbereich Energie in der Helmholtz-Gemeinschaft
  2. Forschungsbereich Gesundheit in der Helmholtz-Gemeinschaft
  3. Forschungsbereich "Struktur der Materie" in der Helmholtz-Gemeinschaft
  4. Die Geschichte des Forschungsstandortes Dresden-Rossendorf
  5. HZDR 2013: Zukunftsprojekte: Forschen für die Welt von morgen
  6. Daten und Fakten zum Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf: Stand: 2013
  7. Pressemitteilung vom 17. November 2011: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf begleitet Energiewende mit Tochterfirma für Technologietransfer und Produktionsaufgaben
  8. Nachwuchsförderung am HZDR
  9. Helmholtz-Kolleg NANONET
  10. Sommerstudentenprogramm
  11. Berufsausbildung
  12. Schülerlabor DeltaX
  13. Netzwerk Dresden Stadt der Wissenschaft - www.dresden-wissenschaft.de
  14. HZDR - Symbolische Schlüsselübergabe - Bundesministerin Schavan gründet Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie
  15. 50 Jahre Forschung in Rossendorf, Zentralinstitut für Kernphysik
  16. Pressemitteilung vom 22. Juni 2009: Per Unterschrift besiegelt – das FZD wechselt zur Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. FZD. 22. Juni 2009. Abgerufen am 22. Juni 2009.