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Zerstörungsfreie Messmethoden am Hahn-Meitner-Institut

Neutronen, Ionen und Röntgenstrahlen für die Industrie
  • Ingo Manke

    Dr. Ingo Manke studierte Physik an der Freien Universität Berlin. Anschließend arbeitete er an der Technischen Universität Berlin an der Entwicklung von Rastersondenverfahren zur Analyse von Nanostrukturen sowie mit Anwendungen der Synchrotronstrahlung. Nach Abschluss seiner Promotion in Experimentalphysik im Jahr 2002 schloss sich ein Aufenthalt am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration an. Seit Mai 2003 ist er im Bereich Technologietransfer an der TU Berlin und am Hahn-Meitner-Institut tätig.

    , Nikolay Kardjilov

    Dr. Nikolay Kardjilov studierte Physik an der Universität Sofia (Bulgarien). Seine Diplomarbeit führte er am Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna (Russland) durch und erlang den Abschluss als Master of Science in Physik. Anschließend war er an der Technischen Universität München im Bereich Anwendung und Entwicklung von tomographischen und radiographischen Verfahren mit Neutronen tätig, wo er im Jahr 2003 seine Doktorarbeit abschloss. Seitdem arbeitet er am Hahn-Meitner-Institut an der Konstruktion und Entwicklung einer neuen Anlage für Tomographie und Radiographie mit Neutronen.

    , Rainer Schneider

    Dr. Rainer Schneider studierte Physik an der Universität des Saarlandes. Er war mehrere Jahre wissenschaftlich am Fraunhofer Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren in Saarbrücken tätig, wo er maßgeblich die zerstörungsfreie Prüftechnik mit Mikrowellen entwickelte. Als Angestellter im Institut für Technische Physik der Universität des Saarlandes, sowie im Institut für Kristallographie der Universität Tübingen beschäftigte er sich mit der Quantenspindynamik sowie der magnetischen Nahordnung. Seit drei Jahren leitet er die Arbeitsgruppe „Eigenspannungs- und Texturanalyse mit Neutronen“ an den Forschungsreaktoren des Hahn-Meitner-Instituts sowie des FRM II, München.

    , Astrid Haibel

    Dr. Astrid Haibel studierte Physik an der Technischen Hochschule Merseburg und der Universität zu Köln. Dort diplomierte sie mit einer Arbeit über Röntgenkleinwinkelstreuung und dielektrische Spektroskopie an Tensiden, Lipiden und Polymeren. Nach Beendigung ihrer Promotion über den Tunneleffekt und die damit verbundene superluminale Signalausbreitung in photonischen Barrieren im Jahr 2002 wechselte sie an das Hahn-Meitner-Institut Berlin, wo sie seitdem den Arbeitsbereich Synchrotron-Tomographie leitet.

    , Andrea Denker

    Dr. Andrea Denker studierte Physik und promovierte 1994 an der Universität Stuttgart. Nach einem Post-Doktoranden Aufenthalt am CSNSM, Orsay, Frankreich ist sie seit 1995 am Ionenstrahllabor des Hahn-Meitner-Instituts im Bereich Beschleunigerphysik und Ionenstrahlanwendungen tätig, wo sie u.a. den Hochenergie PIXE Messplatz für kunstgeschichtliche Gegenstände aufbaute.

    , Alexander Rack

    Dipl.-Phys. Alexander Rack absolvierte sein Studium an der Technischen Universität zu Berlin. In seiner Diplomarbeit beschäftigte er sich mit der Modellierung von bistabilen Quantenpunktstrukturen. Seit 2002 ist er Doktorand am Hahn-Meitner-Institut, Abteilung Werkstoffe, mit Schwerpunkt Tomographie und dreidimensionale Bildanalyse.

    , André Hilger

    Dipl.-Ing. André Hilger studierte Physikalische Technik an der Technischen Fachhochschule Berlin (TFH), wo er während seiner Diplomarbeit an der Entwicklung eines Doppel-Kristall-Diffraktometers für Neutronenstrahlung arbeitete. Anschließend war er für die TFH am Hahn-Meitner-Institut auf dem Gebiet der Kleinwinkelstreuung mit Neutronen tätig. Seit Oktober 2002 befasst er sich am Hahn-Meitner-Institut mit der Konstruktion und dem Aufbau einer neuen Anlage für Neutronen-Tomographie und -Radiographie.

    , Francisco García-Moreno

    Dr. Francisco García-Moreno studierte Physik an der Georg-August-Universität zu Göttingen, wo er 1995 sein Diplom ablegte. Danach war er am Zentrum für Funktionswerkstoffe GmbH in Göttingen als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig und promovierte 1999 am Institut für Materialphysik der gleichen Stadt über die Herstellung von Hochtemperatur-Supraleitenden Bandleitern. 2002 wechselte er an das Hahn-Meitner-Institut Berlin, wo er seitdem den Arbeitsbereich Metallschäume leitet. Insbesondere war er maßgeblich an der Konstruktion und Entwicklung einer neuen Anlage für die Echtzeit-Röntgen-Radioscopie beteiligt.

    and John Banhart

    Prof. Dr. John Banhart studierte Physik an der TU München, wo er 1984 sein Diplom ablegte. Nach Forschungsaufenthalten an der Universität Wien und der TU Wien promovierte er 1989 an der TU München im Fach Physikalische Chemie. Nach einem anschließenden Aufenthalt an der Universität Wien wechselte er 1991 zum Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) nach Bremen, wo er sich 1998 an der Universität Bremen in Festkörperphysik habilitierte. Seit 2002 ist er Professor an der TU Berlin und Leiter der Abteilung Werkstoffe am Hahn-Meitner-Institut (HMI) in Berlin. Prof. Banhart ist zugleich auch Beauftragter des Technologietransfers am HMI und Gründer der im Text dieses Beitrags genannten NIXE-Initiative, die als Marketing- und Koordinierungsinstrument für die industriell relevanten Untersuchungsmethoden am HMI dient.

Published/Copyright: March 5, 2022
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Abstract

Die Eigenspannungen im Inneren eines mechanischen Bauteils sichtbar zu machen oder die verborgene innere Struktur eines Objekts auf den Mikrometer genau zu studieren, sind nur zwei Beispiele für den Einsatz zerstörungsfreier Messmethoden am Hahn-Meitner-Institut (HMI) in Berlin. An dieser Stelle sollen einige der wichtigsten davon sowie ihre Anwendungsfelder vorgestellt werden.

Summary

Analyzing residual stresses inside a mechanical component or visualizing the inner structure of an object on micrometer scale are only two examples for applications of non-destructive testing methods at Hahn-Meitner-Institut in Berlin. This article gives a short overview to the most important of these methods and presents various applications.

About the authors

Dr. Ingo Manke

Dr. Ingo Manke studierte Physik an der Freien Universität Berlin. Anschließend arbeitete er an der Technischen Universität Berlin an der Entwicklung von Rastersondenverfahren zur Analyse von Nanostrukturen sowie mit Anwendungen der Synchrotronstrahlung. Nach Abschluss seiner Promotion in Experimentalphysik im Jahr 2002 schloss sich ein Aufenthalt am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration an. Seit Mai 2003 ist er im Bereich Technologietransfer an der TU Berlin und am Hahn-Meitner-Institut tätig.

Dr. Nikolay Kardjilov

Dr. Nikolay Kardjilov studierte Physik an der Universität Sofia (Bulgarien). Seine Diplomarbeit führte er am Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna (Russland) durch und erlang den Abschluss als Master of Science in Physik. Anschließend war er an der Technischen Universität München im Bereich Anwendung und Entwicklung von tomographischen und radiographischen Verfahren mit Neutronen tätig, wo er im Jahr 2003 seine Doktorarbeit abschloss. Seitdem arbeitet er am Hahn-Meitner-Institut an der Konstruktion und Entwicklung einer neuen Anlage für Tomographie und Radiographie mit Neutronen.

Dr. Rainer Schneider

Dr. Rainer Schneider studierte Physik an der Universität des Saarlandes. Er war mehrere Jahre wissenschaftlich am Fraunhofer Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren in Saarbrücken tätig, wo er maßgeblich die zerstörungsfreie Prüftechnik mit Mikrowellen entwickelte. Als Angestellter im Institut für Technische Physik der Universität des Saarlandes, sowie im Institut für Kristallographie der Universität Tübingen beschäftigte er sich mit der Quantenspindynamik sowie der magnetischen Nahordnung. Seit drei Jahren leitet er die Arbeitsgruppe „Eigenspannungs- und Texturanalyse mit Neutronen“ an den Forschungsreaktoren des Hahn-Meitner-Instituts sowie des FRM II, München.

Dr. Astrid Haibel

Dr. Astrid Haibel studierte Physik an der Technischen Hochschule Merseburg und der Universität zu Köln. Dort diplomierte sie mit einer Arbeit über Röntgenkleinwinkelstreuung und dielektrische Spektroskopie an Tensiden, Lipiden und Polymeren. Nach Beendigung ihrer Promotion über den Tunneleffekt und die damit verbundene superluminale Signalausbreitung in photonischen Barrieren im Jahr 2002 wechselte sie an das Hahn-Meitner-Institut Berlin, wo sie seitdem den Arbeitsbereich Synchrotron-Tomographie leitet.

Dr. Andrea Denker

Dr. Andrea Denker studierte Physik und promovierte 1994 an der Universität Stuttgart. Nach einem Post-Doktoranden Aufenthalt am CSNSM, Orsay, Frankreich ist sie seit 1995 am Ionenstrahllabor des Hahn-Meitner-Instituts im Bereich Beschleunigerphysik und Ionenstrahlanwendungen tätig, wo sie u.a. den Hochenergie PIXE Messplatz für kunstgeschichtliche Gegenstände aufbaute.

Dipl.-Phys. Alexander Rack

Dipl.-Phys. Alexander Rack absolvierte sein Studium an der Technischen Universität zu Berlin. In seiner Diplomarbeit beschäftigte er sich mit der Modellierung von bistabilen Quantenpunktstrukturen. Seit 2002 ist er Doktorand am Hahn-Meitner-Institut, Abteilung Werkstoffe, mit Schwerpunkt Tomographie und dreidimensionale Bildanalyse.

Dipl.-Ing. André Hilger

Dipl.-Ing. André Hilger studierte Physikalische Technik an der Technischen Fachhochschule Berlin (TFH), wo er während seiner Diplomarbeit an der Entwicklung eines Doppel-Kristall-Diffraktometers für Neutronenstrahlung arbeitete. Anschließend war er für die TFH am Hahn-Meitner-Institut auf dem Gebiet der Kleinwinkelstreuung mit Neutronen tätig. Seit Oktober 2002 befasst er sich am Hahn-Meitner-Institut mit der Konstruktion und dem Aufbau einer neuen Anlage für Neutronen-Tomographie und -Radiographie.

Dr. Francisco García-Moreno

Dr. Francisco García-Moreno studierte Physik an der Georg-August-Universität zu Göttingen, wo er 1995 sein Diplom ablegte. Danach war er am Zentrum für Funktionswerkstoffe GmbH in Göttingen als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig und promovierte 1999 am Institut für Materialphysik der gleichen Stadt über die Herstellung von Hochtemperatur-Supraleitenden Bandleitern. 2002 wechselte er an das Hahn-Meitner-Institut Berlin, wo er seitdem den Arbeitsbereich Metallschäume leitet. Insbesondere war er maßgeblich an der Konstruktion und Entwicklung einer neuen Anlage für die Echtzeit-Röntgen-Radioscopie beteiligt.

Prof. Dr. John Banhart

Prof. Dr. John Banhart studierte Physik an der TU München, wo er 1984 sein Diplom ablegte. Nach Forschungsaufenthalten an der Universität Wien und der TU Wien promovierte er 1989 an der TU München im Fach Physikalische Chemie. Nach einem anschließenden Aufenthalt an der Universität Wien wechselte er 1991 zum Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) nach Bremen, wo er sich 1998 an der Universität Bremen in Festkörperphysik habilitierte. Seit 2002 ist er Professor an der TU Berlin und Leiter der Abteilung Werkstoffe am Hahn-Meitner-Institut (HMI) in Berlin. Prof. Banhart ist zugleich auch Beauftragter des Technologietransfers am HMI und Gründer der im Text dieses Beitrags genannten NIXE-Initiative, die als Marketing- und Koordinierungsinstrument für die industriell relevanten Untersuchungsmethoden am HMI dient.

Danksagung

Die Autoren danken allen, die zu diesem Artikel beigetragen haben. Besonderer Dank gilt dabei Dr. Paul Piwnicki und Thomas Robertson für die konstruktive Diskussion sowie Markus Kühbacher und Prof. Dr. Wolfgang Treimer für ihre wertvollen wissenschaftlichen Beiträge.

Literatur

1 García Moreno, F.; Fromme, M.; Banhart, J.: Real-time X-ray radioscopy on metallic foams using a compact micro-focus source, Cellular Metals: Manufacture, Properties, Applications, International Conference on Cellular Metals and Metal Foaming Technology (MetFoam 2003) S. 89 - 94Search in Google Scholar

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3 Herman, G. T.: Image Reconstruction from Projections: The Fundamentals of Computerized Tomography, Academic Press, New York 1980.Search in Google Scholar

4 Haibel, A.; Banhart, J.: Synchrotron-Tomography on Metallic Foams, Proceedings of the International Symposium on Computed Tomography and Image Processing for Industrial Radiology (2003)Search in Google Scholar

5 Rack, A.; Haibel, A.; Matijasevic, B.; Banhart, J.: Synchrotron-Tomography on zinc and aluminium foams Cellular Metals, Proceedings of the 3rd International conference on Cellular Metals and Metal Foaming Technology (MetFoam 2003)Search in Google Scholar

6 Kühbacher, M.: Untersuchungen zur Identifizierung von metall- und metalloidhaltigen Proteinen im zentralen Nervensystem und männlichen Reproduktionssystem durch Kombination von elementanalytischen und biochemischen Verfahren, Dissertation, Freie Universität Berlin, 2004Search in Google Scholar

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9 Kardjilov, N.; Lehmann, E.; Steichele, E.; Vontobel, P.: Phase-contrast radiography with a polychromatic neutron beam, to be published in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research-Section ASearch in Google Scholar

10 Denker, A.; Maier, K. H.: High Energy PIXE using 68 MeV Protons, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 150 (1999) S. 118-12310.1016/S0168-583X(98)00922-7Search in Google Scholar

11 Denker, A.; Blaich, M. C.: Pixe analysis of Middle Age objects using 68 MeV protons, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 189 (2002) S. 315-31910.1016/S0168-583X(01)01077-1Search in Google Scholar

Published Online: 2022-03-05
Published in Print: 2004-07-01

© 2004 Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 26.9.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/mt-2004-0404/html
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