Exkursion : GSI in Darmstadt

Am Freitag, den 13. Mai besuchte der 4-stündige Physikkurs die GSI im Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung Darmstadt. Die Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) wurde 1969 gegründet und beschäftigt sich hauptsächlich mit der Atom-/Kernphysik, der Plasmaphysik und Materialforschung. Zurzeit stehen dem GSI rund 100.000.000 € im Jahr zur Verfügung - davon werden 90% vom Bund und 10% vom Land Hessen finanziert.

Das Besondere am GSI sind die drei verschiedenen Beschleuniger-Anlagen. Die zu beschleunigenden Teilchen laufen zuerst durch den sogenannten UNILAC - einen Linearbeschleuniger - der Ionen auf bis zu 20% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen kann. Danach durch den SIS18, einen Ringbeschleuniger, der die Ionen dann weiter auf bis zu 90% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen kann. Die dritte Anlage ist der ESR, ein Speicherring, der die Ionen bei Bedarf speichern und aufnehmen kann. Europaweit ist diese Beschleunigeranlage für schwere Ionen die Größte und Umfangreichste die man finden kann.

So groß wie die Bedeutung auch weltweit ist, so hoch ist auch die Stromrechnung - sie kann im Jahr schon einmal 6-stellig werden – daher verfügt die GSI auch über ein eigenes Umspannwerk. Des Weiteren hat die Gesellschaft über 1050 Mitarbeiter, die dort theoretisch bis zu 16 verschiedene Experimente gleichzeitig durchführen können, praktisch sind es allerdings meist um die 5 oder 6. Die verschiedenen Experimente werden in einer gigantischen Halle innerhalb von riesigen Betonklötzen aufgebaut, die über eigene Schleusen verfügen, um die enorme Strahlung abzuschirmen. Während ein Experiment läuft ist der Zugang zu den Messplätzen daher auch für die Mitarbeiter gesperrt und die Steuerung erfolgt ausschließlich über das beeindruckende Kontrollzentrum, welches wir ebenfalls besichtigen durften.

Weltweit konnte sich die GSI bereits durch die Entdeckung von verschiedenen superschweren Elementen einen Namen machen. Die sechs schwersten bekannten Elemente, das Bohrium, Hassium, Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium und das Copernicium, wurden dort entdeckt.

In der GSI können auch Menschen mit Tumoren therapiert werden. Die Bestrahlung mit Ionen ist deutlich effizienter und gesünder, als die übliche Therapie mit Röntgenstrahlen, da man die Ionen so präparieren kann, dass sie ihre Energie vorwiegend im Tumor (und nicht auf dem Weg dahin) abgeben. Durch die Forschung an der GSI konnte in Heidelberg die HIT (Heidelberger-Ionenstrahl-Therapie) gebaut werden, eine Referenzanlage die rund 1000 Patienten jährlich mit schweren Ionen gegen Tumore behandelt.

Bis Ende 2020 soll das GSI auch um den FAIR (Facility for Antiproton an Ion Research) erweitert werden. Geplant ist unter anderem ein Doppelringbeschleuniger (SIS 100/300) mit einem Durchmesser von ungefähr 1100m . Dabei soll die bereits bestehende GSI als Vorbeschleuniger für den FAIR-Komplex dienen. Mit dem Bau der FAIR-Anlage verspricht man sich weitere Schwerelemente erforschen und die sogenannte Antimaterie erkunden zu können.

Unser Besuch bei der GSI dauerte ca. 2 Stunden. Der Vortrag und die anschließende Führung durch die Hallen und des Kontrollraums wurde von Patrick Kuppel geleitet, dem wir dafür herzlichen Dank sagen möchten.

Marius Berlage, 13