Quelltext der Seite Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz

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{{Infobox Forschungsreaktor
|BILD = FRM1.jpg
|BILDBESCHREIBUNG = Der Forschungsreaktor München II (rechts) zusammen mit seinem stillgelegten Vorgänger von 1957 (links).
|BREITENGRAD = 48/15/57
|LÄNGENGRAD  = 11/40/33
|REGION-ISO  = DE-BY
|LAND = [[Deutschland]]
|EIGENTÜMER = [[Bayern|Freistaat Bayern]]
|BETREIBER = [[Technische Universität München|TU München]]
|BAUBEGINN = 1. August 1996
|INBETRIEBNAHME = 2. März 2004
|ABSCHALTUNG = 
|STILLLEGUNG = 
|REAKTORTYP = [[Schwimmbadreaktor]]
|LEISTUNG = 20 MW
|NEUTRONENFLUSS = 8&nbsp;×&nbsp;10<sup>14</sup>
|WEBSITE = [http://www.frm2.tum.de/ www.frm2.tum.de]
|STAND = 1. Februar 2009
}}
Die '''Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz''' (nach dem deutschen Kernphysiker [[Heinz Maier-Leibnitz]]; auch '''Forschungsreaktor München II''', kurz '''FRM II''') in [[Garching bei München]] ist mit einer Nennleistung von 20&nbsp;[[Watt (Einheit)|MW]] der derzeit (Stand 2009) leistungsstärkste deutsche [[Forschungsreaktor]].<ref>{{Internetquelle|url=http://www.bfs.de/de/kerntechnik/ereignisse/standorte/karte_fr.html/#tabelle|titel=Forschungsreaktoren in Deutschland – Meldepflichtige Ereignisse seit Inbetriebnahme|hrsg=[[Bundesamt für Strahlenschutz]]|datum=2009-07-06|zugriff=2010-02-17}}</ref> Der Reaktor wird von der [[Technische Universität München|Technischen Universität München]] als zentrale wissenschaftliche Einrichtung betrieben, die keiner Fakultät zugeordnet ist. Die erzeugten [[Neutron]]en werden hauptsächlich für die [[Grundlagenforschung]] in Physik, Chemie, Biologie und Materialwissenschaften verwendet.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/bestrahlungseinrichtungen/nutzung-der-quelle/index.html|titel=Nutzung des FRM II|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}</ref>

== Geschichte ==

Die Grundsatzentscheidung für den Neubau eines Forschungsreaktors wurde vorbereitet, als 1985 Pläne zum Bau einer nationalen [[Spallation]]sneutronenquelle scheiterten.<ref>{{Literatur|Autor=[[Wolf-Michael Catenhusen]]|Titel=[http://library.fes.de/spdpd/1985/850613.pdf Das Aus für die Spallationsneutronenquelle (SNQ) in Jülich] (PDF; 185&nbsp;kB)|Sammelwerk=Sozialdemokratischer Pressedienst|Nummer=110|Jahr=13. Juni 1985|Seiten=1}}</ref> 1981 wurde mit Vorstudien für einen Kompaktkern für eine neue Mittelflussquelle begonnen, ab 1984 standen Projektmittel zur Verfügung. 1989 bis 1992 erfolgte die Begutachtung, zuletzt durch den [[Wissenschaftsrat]], der den Bau des FRM II mit hoher Priorität empfahl.<ref>{{BT-Drs|12|2984}}: Antwort der Bundesregierung</ref>

Die Entscheidung zum Bau des FRM II wurde von verschiedenen Seiten aus verschiedenen Gründen kritisiert. Seit Erteilung der 1. Teilerrichtungsgenehmigung am 29. April 1996 wurde jede einzelne Genehmigung gerichtlich angefochten;<ref>OÖ überparteiliche Plattform gegen Atomgefahr: {{Webarchiv|url=http://www.asamnet.de/oeffentl/bi/220803a.htm | wayback=20050226120728 | text=Deutscher Atomgegner stellt Strafanzeige wegen Forschungsreaktor bei München.}} Pressemitteilung, 22. August 2003.</ref> alle Einsprüche wurden jedoch letztinstanzlich abgewiesen.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.de/Pressemitteilungen/presse%2004-15.htm|hrsg=Bürger gegen Atomreaktor Garching e.&nbsp;V.|titel=Jahr 2004 war ereignisreich – der Kampf geht weiter|datum=2004-12-17|zugriff=2010-02-17}}</ref> Ein von Gegnern 2003 initiierter [[Bürgerentscheid]], mit dem eine knappe Mehrheit der Garchinger ihre Stadtverwaltung aufforderte, gegen die Inbetriebnahme des Reaktors einzutreten, hatte keine nachhaltige Wirkung.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.gruene-ml.de/kreisverband/presse2003-2007/presse-ansichtdcfd.html?id=4|hrsg=[[Bündnis 90/Die Grünen]] – Kreisverband München-Land|titel=Garchinger Stadtrat missachtet den Willen der Garchinger Bürgerinnen und Bürger – Abstimmung zum FRM2|datum=2003-05-28|zugriff=2010-02-17}}</ref> Nach Ausreizen aller gesetzlichen Prüfungsmöglichkeiten musste der damalige Bundesumweltminister [[Jürgen Trittin]] (der die Bundesaufsicht über das eigentlich für den Vollzug des [[Atomgesetz (Deutschland)|Atomrechts]] zuständige Land Bayern ausübte) am 2. Mai 2003 letztlich die 3. Teilerrichtungsgenehmigung, die im Wesentlichen aus der Betriebsgenehmigung besteht, abzeichnen.<ref name="redeherrmann">{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/fileadmin/stuff/information/documents/RedeHerrmann.pdf|autor=[[Wolfgang A. Herrmann]]|titel=Neutronen sind Licht: Die „Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz“ (FRM-II) in Garching|werk=Plenarvortrag anlässlich der Jahrestagung Kerntechnik 2004 in Düsseldorf, 25. Mai 2004|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17|format=PDF; 1,9&nbsp;MB}}</ref>

Neben Sicherheitsbedenken (Austritt von [[Strahlung]] oder [[Kernschmelze]]) wurde vor allem die besondere Gefährdung durch die Nähe (etwa 10&nbsp;km) zum [[Flughafen München Franz Josef Strauß|Münchner Flughafen]] genannt. Um dieser Gefährdung zu begegnen, wurde die Reaktorhalle mit einer 1,8&nbsp;Meter dicken Betonwand und -decke gebaut. Nachdem die Bauentscheidung gefallen war, konzentrierte sich die Kritik auf die Verwendung von hochangereichertem und damit, wenn es aus der vorliegenden U<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>-Verbindung isoliert werden kann, [[Kernwaffe|atomwaffentauglichem]] [[Uran]]. Die derzeit gültige Betriebsgenehmigung enthält die Auflage, mittelfristig auf einen noch zu entwickelnden Brennstoff umzustellen, der durch noch höhere chemische Urandichte einen niedrigeren nuklearen Anreicherungsgrad ermöglicht.<ref name="redeherrmann" /><ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/plenarvortrag/index.html|autor=Klaus Böning, Anton Axmann, Klaus Schreckenbach, Matthias Köhler, Hans-Jürgen Didier|titel=Die neue Forschungs-Neutronenquelle FRM II|werk=Plenarvortrag auf der Jahrestagung Kerntechnik 2001 in Dresden, 15.–17. Mai 2001|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}</ref> Derzeit wird dazu insbesondere an Uran-Molybdän-Verbindungen geforscht.

Der Reaktor wurde von der [[Siemens AG]] gebaut und kostete über 400 Millionen Euro. Er wurde am 2. März 2004 erstmals angefahren und erreichte am 24. August 2004 die Nennleistung von 20&nbsp;MW. Im April 2005 wurde er formell von Siemens an die TU München übergeben und anschließend in den Routinebetrieb überführt.<ref name="redeherrmann" />

== Baulichkeiten ==
[[Datei:FRM2.jpg|mini|FRM I (Atomei) und FRM II im Hintergrund]]
Der Reaktor liegt auf dem [[Campus]] der TU München in unmittelbarer Nähe östlich seines Vorgängers, des ersten deutschen Forschungsreaktors [[Forschungsreaktor München|FRM-I]] (in Betrieb 1957–2000). Der unter [[Denkmalschutz]] stehende markante Kuppelbau des FRM-I, bekannt geworden als „Garchinger Atomei“, dient nun teilweise als Erweiterung der Neutronenleiterhalle des FRM&nbsp;II. Das Areal ist baulich durch einen massiven Zaun vom Rest des Campus getrennt. Ein ursprünglich vorhandener Wassergraben wurde zurückgebaut.

Baulich besteht der FRM II aus dem Reaktorgebäude, das die sogenannte Experimentierhalle beherbergt, einer Neutronenleiterhalle und Nebengebäuden mit Büros, Werkstätten und Laboren. Das Reaktorgebäude, das eine quadratische Grundfläche mit 42&nbsp;m Kantenlänge hat und 30&nbsp;m hoch ist, enthält den eigentlichen Kernreaktor sowie die um diesen herumliegende „Experimentierhalle“ mit verschiedenen Einrichtungen, die über Strahlrohre mit Neutronen versorgt werden. Die Neutronenleiterhalle, ein 55&nbsp;×&nbsp;30&nbsp;m² großer Anbau, wird über [[Neutronenleiter]] mit Neutronen versorgt. In Zukunft werden auch in der sogenannten  "Neutronenleiterhalle Ost" weitere Experimente untergebracht, die vom Reaktor über Neutronenleiter, die durch speziell vorgesehene Öffnungen in der Außenwand des Reaktorgebäudes geführt werden, mit Neutronen versorgt werden.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/gebaeude/index.html|hrsg=FRM II|titel=Gebäude: Die Neutronenquelle|zugriff=2010-05-07}}</ref>

Ein zusätzliches Gebäude, das ''Industrielle Anwenderzentrum'' (IAZ) auf dem Gelände des FRM II, wird von der [[Radiochemie|radiochemischen Industrie]] zur Herstellung von [[Radiopharmakon|Radiopharmaka]] genutzt. Hauptmieter ist derzeit die Firma [[ITM Isotopen Technologien München]].<ref>{{Internetquelle|url=http://www.isotope-technologies.de/index.php?option=com_content&view=article&id=39&Itemid=75|hrsg=Isotopen Technologien München AG|titel=Facility FRM II - IAZ|zugriff=2010-05-07}}</ref>

Darüber hinaus befinden sich weitere, meist ältere Gebäude auf dem Areal, die noch aus Zeiten des FRM-I oder der Bauphase stammen. Diese beherbergen neben einem [[Zyklotron]] und Werkstätten hauptsächlich Büros.

== Anlagensicherheit ==

Der FRM II verfügt nach Aussagen des Betreibers über die umfassendsten Sicherheitseinrichtungen für Forschungsreaktoren weltweit. Neben einer ständigen Bewachung und strengen Kontrollen wurde insbesondere Wert auf eine inhärente Sicherheit des Reaktors gelegt: bedingt durch die Konstruktion des Brennelementes geht die Anlage bei denkbaren Störungen aufgrund der physikalischen Gesetze von selbst in einen stabilen Betriebszustand über.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/reaktor/inhaerente-sicherheitsmerkmale/index.html|titel=Inhärente Sicherheitsmerkmale|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}</ref> Hierunter fallen unter anderem ein negativer [[Temperaturkoeffizient]] der [[Reaktivität (Kerntechnik)|Reaktivität]] sowohl für den Brennstoff als auch das Kühlmittel und ein negativer lokaler [[Voidkoeffizient|Blasenkoeffizient]].<ref name="roehrmoser1">{{Literatur|Autor=Anton Röhrmoser|Titel=Neutronenphysikalische Optimierung und Auslegung eines Forschungsreaktors mittlerer Leistung mit Zielrichtung auf einen hohen Fluß für Strahlrohrexperimente|Band=Dissertation|Ort=Technische Universität München|Jahr=1991}}</ref> Auch eine Vermischung von Leicht- und Schwerwasser, im Kühlkanal oder im Moderatortank, würde zu einer physikalisch bedingten Abschaltung des Reaktors führen.

Dazu kommen aktive Sicherheitseinrichtungen wie fünf magnetisch an Federn aufgehängte Abschaltstäbe aus [[Hafnium]], die bei Unregelmäßigkeiten im Betrieb sofort in die Nähe des Brennelementes geschossen werden und den Reaktor abschalten ([[Reaktorschnellabschaltung]]). Selbst im Falle des Verlustes des Regelstabes würden vier der fünf Abschaltstäbe ausreichen, den Reaktor sicher abzuschalten.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/reaktor/aktive-sicherheitsmerkmale/abschaltsystem/index.html|titel=Abschaltsystem|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}</ref>

Insbesondere nach den [[Terroranschläge am 11. September 2001|Anschlägen vom 11. September 2001]] wurden nochmals Berechnungen durchgeführt, die die Sicherheit des FRM II hinsichtlich des Absturzes schneller Militärmaschinen, großer Verkehrsflugzeuge und eines Kerosinbrandes bestätigen. Vor der Erteilung der Betriebsgenehmigung wurde von unabhängigen Gutachtern eine Vielzahl möglicher Unfälle untersucht, so dass die Sicherheit der Anlage letztendlich von der zuständigen Aufsichtsbehörde belegt wurde.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.rskonline.de/downloads/frmii.pdf|titel=Neuer Forschungsreaktor München II (FRM II) – 3. Teilgenehmigung|hrsg=[[Reaktorsicherheitskommission]]|datum=2001-09-13|zugriff=2010-02-17|format=PDF; 683&nbsp;kB}}</ref>

Hinsichtlich der Bedenken bezüglich einer erhöhten Strahlendosis im Umfeld des FRM II ergaben Messungen und Berechnungen für die bewohnte Umgebung eine zusätzliche effektive Strahlendosis, die weniger als 0,01 % der Belastung durch natürliche Radioaktivität beträgt. Auch das Lüftungssystem des FRM II ist ein geschlossenes System, in dem die Luft über Filter gereinigt wird. Lediglich ein geringer Bruchteil wird an die Umgebung abgegeben; dieser wird ebenfalls gefiltert, die Abgabe gemessen und dokumentiert. Über die Webseite des [[Bayerisches Landesamt für Umwelt|Bayerischen Landesamtes für Umwelt]] können diese online verfolgt werden.<ref>{{Internetquelle|url=http://inters.bayern.de/kfue/station_kfue.htm|titel=Messwerte einzelner Kernkraftwerke und des Forschungsreaktors|hrsg=[[Bayerisches Landesamt für Umwelt]]|zugriff=2010-02-17}}</ref> Die hohen Sicherheitsauflagen für den Reaktor sind ein Grund dafür, dass die TU München auf dem Garchinger Campus als einzige deutsche Hochschule neben der [[Universität der Bundeswehr München]] eine [[Feuerwehr TU München|eigenständige Universitätsfeuerwehr]] unterhält.

== Kerntechnik und Kühlung ==
[[Datei:Tum frm2.jpg|mini|FRM II mit seinen [[Zellenkühler]]n]]

Das Reaktorkonzept folgt Grundideen, die erstmals um 1970 am 55-MW-Hochflussreaktor des [[Institut Laue-Langevin|Instituts Laue-Langevin]] (ILL) in [[Grenoble]] umgesetzt wurden. Innovativ ist am FRM II vor allem die Verwendung einer dichteren Uranverbindung. Diese Verbindung war ursprünglich entwickelt worden, um existierende Forschungsreaktoren ohne unverhältnismäßige Leistungseinbußen von hoch- auf niederangereichertes Uran umzustellen. Am FRM II ermöglicht die Kombination einer hohen chemischen Urandichte mit einer hohen nuklearen Anreicherung einen besonders kompakten Reaktorkern und dadurch ein besonders hohes Verhältnis von Neutronenfluss zu thermischer Leistung. Wie alle anderen Hochleistungsforschungsreaktoren wird also auch der FRM II mit [[Hochangereichertes Uran|hochangereichertem Uran]] betrieben.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/reaktor/dispersionsbrennstoff/index.html|titel=Dispersionsbrennstoff|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref>

Im Gegensatz zu den meisten anderen Reaktoren kommt der FRM II daher mit einem einzigen Brennelement aus, das nach einer Zykluszeit von derzeit 60 Tagen gewechselt werden muss. Die Brennstoffzone des Elementes ist etwa 70&nbsp;cm hoch und enthält 8&nbsp;kg spaltbares <sup>235</sup>U. Das Uran liegt als Uransilicid-Aluminium-Dispersionsbrennstoff vor. Das Brennelement ist hohlzylinderförmig, die 113 jeweils 1,36&nbsp;mm dicken Brennstoffplatten sind [[Evolvente|evolventenförmig]] gekrümmt und stehen schräg zwischen Innen- und Außenwand. Nach außen hin wird dabei weniger dichter Brennstoff verwendet als im Inneren (Urandichte 1,5&nbsp;g/cm³ statt 3,0&nbsp;g/cm³), um durch höheren Neutronenfluss und damit einhergehend höhere Spaltdichten bedingte thermische Spitzen zu vermeiden. Zwischen den in einer Al-Fe-Ni-Legierung verpackten Brennstoffplatten fließt in 2,2&nbsp;mm breiten Spalten das Kühlmittel, leichtes Wasser. Die Brennstoffplatten besitzen eine für Forschungsreaktoren typische [[Brennstabhülle]] von 0,38&nbsp;mm Dicke und sind damit so angelegt, dass die Spaltprodukte im Brennstoff verbleiben. Der Brennstoff selbst hat eine Dicke von 0,60&nbsp;mm.<ref name="brennelementfrm2">{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/reaktor/brennelement/index.html|titel=Brennelement des FRM II|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref> Im inneren Hohlraum befindet sich der Regelstab, umgeben ist das Brennelement vom Moderator.
 [[Datei:frm2 evolvente.jpg|mini|Evolventenförmig gekrümmte Brennstoffplatte, wie sie im Brennelement des FRM II zum Einsatz kommt. Das obere Cladding wurde in dieser Darstellung entfernt, um den Blick auf die Brennstoffzone (dunkelrot: hohe Urandichte, heller: geringere Urandichte) freizugeben. In dieser Darstellung wäre der Regelstab unten parallel zur Platte angebracht.]]

Das Brennelement ist in einem mit Schwerwasser gefüllten [[Moderator (Physik)|Moderatortank]] untergebracht. [[Schweres Wasser]] zeichnet sich gegenüber normalem [[Wasser]] durch eine deutlich geringere Absorption von Neutronen bei nur unwesentlich schlechterem Moderationsverhalten aus. Gekühlt wird das Brennelement mit leichtem Wasser.<ref name="brennelementfrm2" /> Bei der Maximalleistung von 20&nbsp;MW erwärmt sich das Kühlwasser so von 37&nbsp;°C auf maximal 53&nbsp;°C.<ref name="kuehlungfrm2">{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/reaktor/aktive-sicherheitsmerkmale/kuehlsystem/index.html|titel=Aktive Sicherheitsmerkmale: Kühlsystem|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref><ref name="roehrmoser1" /> Geregelt wird der Reaktor mit einem im Brennelement befindlichen Regelstab aus Hafnium mit [[Beryllium]]-Folger. Der Regelstab ist durch eine [[Magnetkupplung]] mit dem Antrieb verbunden. Wird diese gelöst, so wird der Regelstab sowohl durch die Schwerkraft als auch durch die Strömung des Kühlwassers in seine untere Endposition gedrückt und der Reaktor damit sofort abgeschaltet.<ref name="abschaltsystemfrm2">{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/reaktor/aktive-sicherheitsmerkmale/abschaltsystem/index.html|titel=Aktive Sicherheitsmerkmale: Abschaltsystem|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref>
[[Datei:Frm2 brennelement.jpg|mini|Brennelement des FRM II mit seinen 113 evolventenförmigen Brennstoffplatten (Ansicht von unten).]]

Der Moderatortank befindet sich im 700&nbsp;m³ fassenden Reaktorbecken, das mit dem entsalzten Kühlwasser gefüllt ist. Bedingt durch die umschlossene Bauweise kann so am FRM II von außerhalb des Moderatortanks nur eine geringe [[Tscherenkow-Strahlung]] beobachtet werden.<ref name="abschaltsystemfrm2" />

=== Neutronenstatistik ===

Die oben beschriebene Anordnung bedingt, dass 72,5 % der erzeugten Neutronen die Spaltzone mit dem Leichtwasserbereich verlassen und so das Maximum des Neutronenflusses nicht im Brennelement selbst, sondern außerhalb, 12&nbsp;cm von der Oberfläche des Brennelementes entfernt, im Moderatortank zu finden ist. In diesem Bereich enden einige der Strahlrohre, die damit nicht direkt auf den Kern zeigen, sondern an ihm vorbei. Vorteil dieser Technik ist ein besonders reines Spektrum, das nur sehr wenig durch intermediäre und schnelle Neutronen gestört wird. Auch die Gammastrahlung im Strahlrohr wird so deutlich reduziert. Der Neutronenfluss beträgt hier etwa 800 Billionen Neutronen pro Sekunde und Quadratzentimeter (8&nbsp;×&nbsp;10<sup>14</sup>&nbsp;n/cm²s). Bedingt durch die zahlreichen Einbauten im Moderator, verringert sich dieser Fluss im Mittel auf etwa 80 % dieses Wertes. An den eigentlichen Experimentstandorten am Ende der Neutronenleiter beträgt die Flussdichte noch bis zu 10<sup>10</sup>&nbsp;n/cm²s. Diese Flussdichten sind mit denen des ILL-Reaktors vergleichbar. Im Flussmaximum des Moderatortanks sind auch weitere Elemente untergebracht: Die kalte Quelle liefert besonders langwellige Neutronen, die heiße Quelle kurzwelligere Neutronen. Eine am Rand des Moderatortanks angebrachte, ausfahrbare Konverterplatte erzeugt schnelle Spaltneutronen für die medizinische Bestrahlungseinrichtung (entsprechend einer Temperatur von etwa 10 Milliarden Kelvin).<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/fileadmin/stuff/technics/pics/jettubeformation.jpg|titel=Strahlrohrformation|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}<!--was stellt das Bild dar? Bitte beschreiben. --></ref>

Von 100 Neutronen, die im Kern produziert werden, gelangen, wie bereits erwähnt, etwa 72,5 ins Schwerwasser, von denen wiederum rund 34,8 %, entsprechend etwa 25,2 % der ursprünglich vorhandenen Neutronen, wieder vom D<sub>2</sub>O in die Brennstoffzone zurück reflektiert werden. Diese Neutronen sind schnell oder epithermisch. Im H<sub>2</sub>O werden sie dann zusammen mit den 27,5 bereits dort verbliebenen Neutronen auf thermische Energien abgebremst. Durch Absorption gehen dabei rund 18,4 Neutronen verloren, zum Teil auch im Brennstoff, was zu 22,2 neuen Spaltneutronen führt. Die übrigen 34,3 Neutronen erzeugen durch Spaltung 47,4 neue Neutronen – der Rest geht in anderen Absorptionsprozessen verloren.

18,3 % der ursprünglichen Neutronen diffundieren als thermische Neutronen vom D<sub>2</sub>O in die Brennstoffzone zurück. Sie führen über Spaltung zu 30,5 neuen Neutronen.

Insgesamt werden im FRM II bei Normalbetrieb rund 1,54&nbsp;×&nbsp;10<sup>18</sup> Neutronen pro Sekunde produziert.

=== Kühlung ===

Der FRM II wird mit drei Kühlkreisläufen betrieben.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/fileadmin/stuff/technics/pics/coolingdiagram-small.jpg|titel=Kühlungsdiagramm|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}</ref> Das primäre System nutzt das Beckenwasser und verzeichnet einen Durchfluss von etwa 1000&nbsp;m³/h, also etwa 280&nbsp;l/s, entsprechend einer Geschwindigkeit von 17&nbsp;m/s in den 2,2&nbsp;mm breiten Kühlkanälen zwischen den Brennstoffplatten. Das Sekundärsystem ist ein geschlossener Wasserkreislauf. Das tertiäre System besteht aus Nasskühlaggregaten, über die die Wärme an die Atmosphäre abgeführt wird. Zusätzlich zu den 20&nbsp;MW thermischer Leistung des Kerns sind etwa 4&nbsp;MW Leistung der Betriebskomponenten abzuführen.<ref name="kuehlungfrm2" />

Im Primärkühlkreislauf sorgen vier Pumpen für den nötigen Durchlauf, von denen jeweils zwei Pumpen zu einem Strang zusammengefasst sind. Bereits drei Pumpen reichen aus, um den Kern bei voller Nennleistung ausreichend zu kühlen. Im Falle einer Reaktorabschaltung werden drei Nachkühlpumpen zugeschaltet, die Beckenwasser durch den Kern pumpen. Diese Pumpen werden drei Stunden nach der Abschaltung wieder abgeschaltet, dann reicht die natürliche Konvektion zur Abfuhr der Restwärme des Kernes aus. Bereits eine dieser Pumpen genügt zur sicheren Abfuhr der [[Nachzerfallswärme]]. Zudem sind die Pumpen an einen Notstromdiesel angeschlossen, so dass auch ein kompletter Netzausfall überbrückbar ist. Auch im hypothetischen Szenario eines Ausfalls aller drei Pumpen würde der Kern nicht schmelzen, da zu wenig Restwärme vorhanden wäre. Darüber hinaus ist das System so ausgelegt, dass im Falle eines Ausfalles aller Pumpen das Beckenwasser die komplette Nachwärme des Brennelementes aufnehmen könnte, ohne zu sieden.<ref name="kuehlungfrm2" />

In den Sekundärkreislauf wird neben der Wärme des Primärkühlkreislaufs auch die Abwärme anderer Betriebskomponenten eingekoppelt.<ref name="kuehlungfrm2" />

== Nutzung ==

Der FRM II ist optimiert für [[Neutronenstreuung|Neutronenstreuexperimente]] an Strahlrohren und [[Neutronenleiter]]n.<ref name="roehrmoser1" /> Daneben gibt es Einrichtungen für Materialbestrahlungen, medizinische Bestrahlungen und kernphysikalische Experimente.

Die Experimentiereinrichtungen werden nicht vom FRM II selbst betrieben, sondern von verschiedenen Lehrstühlen der TU München sowie von anderen Hochschulen und Forschungseinrichtungen, die zu diesem Zweck Außenstellen auf dem Gelände des FRM II unterhalten. Vertretene Institute sind die [[Max-Planck-Gesellschaft]], die [[Leibniz-Gemeinschaft]] und die [[Helmholtz-Gesellschaft]].<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/wissenschaftliche-partner/index.html|titel=Wissenschaftliche Partner|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref> Letztere stellt mit dem ''Jülich Centre for Neutron Science'' des [[Forschungszentrum Jülich|Forschungszentrums Jülich]] mit über 30 Mitarbeitern die größte Außenstelle.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.jcns.info/about_jcns/|titel=Jülich Centre for Neutron Science (JCNS): About us|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science (JCNS)|zugriff=2010-05-19}}</ref> Etwa zwei Drittel der Messzeit jedes Instrumentes stehen Gastwissenschaftlern aus aller Welt zur Verfügung. Insgesamt sind 30 % der Kapazität für kommerzielle Nutzung vorgesehen.

Die Instrumente am FRM II sind zum Großteil [[Spektrometer]] und [[Diffraktion|Diffraktometer]] und decken ein breites Anwendungsspektrum ab, sowohl hinsichtlich Forschung als auch industrieller Nutzung:<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/index.html|titel=Überblick über die experimentellen Einrichtungen am FRM II|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref>

Für die reine Element- und Isotopenanalytik existiert neben der klassischen [[Neutronenaktivierungsanalyse]] ein Instrument zur ''prompten Gamma-Aktivierungsanalyse'' (PGAA). Konventionelle Bestrahlungseinrichtungen stehen im Inneren des Moderatortanks mit verschiedenen Neutronenflüssen und -spektren zur Verfügung.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/bestrahlungseinrichtungen/index.html|titel=Bestrahlungseinrichtungen|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref> Sie sind Voraussetzung für die Neutronenaktivierungsanalyse, werden aber auch zur Erzeugung radioaktiver Quellen genutzt, beispielsweise für die medizinische Behandlung in Form von Radiopharmaka. Auch Dichtemessungen sind so möglich. Die größte Bestrahlungseinrichtung ist die zur [[Dotierung|Siliziumdotierung]], in der [[Silizium]] durch [[Neutroneneinfang]] und anschließenden [[Betazerfall]] in [[Phosphor]] umgewandelt wird.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/bestrahlungseinrichtungen/silizium-dotierungsanlage/index.html|titel=Bestrahlungseinrichtungen: Silizium-Dotierungsanlage|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref>

Zwei [[Radiographie]]- und [[Tomographie]]anlagen<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/radiographie/index.html|titel=Radiographie|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref> nutzen die hohe Durchdringungsfähigkeit von Neutronen durch Materie zur Durchleuchtung technischer statischer und bewegter Objekte. Dabei können sowohl 2D-Bilder angefertigt werden (Radiographie) als auch komplette dreidimensionale Rekonstruktionen des inneren Aufbaus angefertigt werden. In Kombination mit der prompten Gamma-Aktivierungsanalyse kann dieser innere Aufbau zudem nach Isotopen aufgeschlüsselt werden.<ref>Lea Canella, Petra Kudějová, Ralf Schulze, Andreas Türler and Jan Jolie: "PGAA, PGAI and NT with cold neutrons: Test measurement on a meteorite sample", in: ''[[Applied Radiation and Isotopes]]'', '''2009''', ''67&nbsp;(12)'', S.&nbsp;2070–2074; [[doi:10.1016/j.apradiso.2009.05.008]].</ref>

Eine weitere Bestrahlungseinrichtung ist die medizinische Bestrahlungsanlage, in der [[Tumor|Tumorgewebe]] mit den schnellen Neutronen aus der Kernspaltung bestrahlt wird. Dabei handelt es sich nicht um die besser bekannte [[BNCT|Bor-Neutronen-Einfangtherapie]], deren Wirkung auf in [[Bor]] absorbierten ''thermischen'' Neutronen beruht, sondern um die Wirkung von durch  Neutronen angestoßenen Rückstoßprotonen.<ref>Franz M. Wagner, Peter Kneschaurek, Anton Kastenmüller, Birgit Loeper-Kabasakal, Severin Kampfer, Harald Breitkreutz, Wolfgang Waschkowski, Michael Molls and Winfried Petry: "The munich fission neutron therapy facility MEDAPP at the research reactor FRM II", in: ''[[Strahlentherapie und Onkologie]]'', '''2008''', ''184&nbsp;(12)'', S.&nbsp;643–646; [[doi:10.1007/s00066-008-1878-3]].</ref>

In der Materialwissenschaft und Katalyse gibt es Möglichkeiten zur [[Gefüge (Werkstoffkunde)|Gefüge]]<nowiki />analyse und zur Strukturbestimmung. Außerdem können mit den am FRM&nbsp;II zur Verfügung stehenden Instrumenten [[Phase (Materie)|Phasen]]<nowiki />analysen bei mehrkomponentigen [[Legierung]]en durchgeführt werden. [[Eigenspannung]]en und [[Textur (Kristallographie)|Texturen]] können mit und ohne Last analysiert werden. Dies wird beispielsweise in der Eigenspannungsanalyse in der Fertigungstechnologie, der Bauteilfertigung und der Materialentwicklung und der Texturbestimmung nach [[Walzen|Walz-]] und [[Umformen|Umformprozessen]] verwendet.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/industrie/index.html|titel=Industrielle Nutzung des FRM II|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref> Hinsichtlich der [[Lebenswissenschaften]] gibt es Möglichkeiten zur Zustandsbestimmung [[Organische Verbindung|organischer Verbindungen]] und zur Untersuchung der Dynamik komplexer Moleküle. Auch Strukturen und Bindungen in organischen Verbindungen (für [[Einkristall]]e) können analysiert werden.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/industrie/lebenswissenschaften/index.html|titel=Industrielle Nutzung: Lebenswissenschaften|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref>

Die Positronenquelle erschließt ein weiteres Anwendungsspektrum, hauptsächlich in der Oberflächen- und Defektanalyse. So kann beispielsweise eine oberflächennahe [[Chemisches Element|Elementanalyse]] durchgeführt oder die ''Oberflächenmorphologie'' bestimmt werden. Durch eine Defektanalyse können [[Gitterfehler]] in Kristallen bestimmt werden.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/industrie/oberflaechen-und-defektanalyse-mit-positronen/index.html|titel=Oberflächen- und Defektanalyse mit Positronen|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref>

=== Ultrakalte Neutronen ===

Am FRM II ist der Aufbau einer Anlage zur Erzeugung ultrakalter Neutronen (UCN) geplant. In gefrorenem [[Deuterium]] (D<sub>2</sub>) werden die Neutronen bis auf eine Energie von etwa 250 neV (Nanoelektronenvolt) herabgekühlt. Sie wird primär zum Studium fundamentaler Eigenschaften des Neutrons genutzt werden.<ref>U. Trinks, F. J. Hartmann, S. Paul and W. Schott: "Concepts of UCN sources for the FRM-II", in: ''[[Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment]]'', '''2000''', ''440&nbsp;(3)'', S.&nbsp;666–673; [[doi:10.1016/S0168-9002(99)01059-1]].</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/sekundaere-strahlquellen/mini-d2-ucn-quelle/index.html|titel=Mini-D2-/UCN-Quelle|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-05-19}}</ref>

=== Kalte Neutronen ===

Etwa 50 % der Experimente am FRM II verwenden kalte Neutronen, also Neutronen mit einer durchschnittlichen Energie von weniger als 5&nbsp;[[Elektronenvolt|meV]]. Die Kalte Quelle ist ein mit etwa 16&nbsp;l flüssigem, etwa 25&nbsp;K kaltem Deuterium gefüllter Zusatzmoderator, der im Schwerwassertank des FRM II platziert ist. Um die Aufheizung durch Wärmeleitung, Gammastrahlung und Neutronenstöße zu kompensieren, hat die kalte Quelle einen eigenen Kühlkreislauf. Der Deuterium-Bereich ist mit Schutzgas umhüllt, um auch bei Fehlfunktionen den Kontakt zwischen Deuterium und Luft zu unterbinden. In der Kalten Quelle beträgt die Flussdichte kalter Neutronen etwa 9,1&nbsp;×&nbsp;10<sup>13</sup> n/cm²s.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/sekundaere-strahlquellen/kalte-quelle/index.html|titel=Kalte Quelle|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}</ref> Folgende Experimente arbeiten mit kalten Neutronen:

{| class="wikitable"
|-
!style="background:lightblue"| Name
!style="background:lightblue"| Typ
!style="background:lightblue"| Betreiber
!style="background:lightblue"| Beschreibung
|-
| '''ANTARES'''
| Radio- & Tomographie
| TUM
| Radiographie und Tomographie<ref>{{Internetquelle|url=http://www.physik.tu-muenchen.de/antares|titel=ANTARES|hrsg=TUM|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''DNS'''
| Spektrometer
| [[Jülich Centre for Neutron Science|JCNS]]
| [[Diffusion|Diffuse]] Neutronenstreuung<ref>{{Internetquelle|url=http://www.jcns.info/jcns_dns|titel=DNS|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''J-NSE'''
| Spektrometer
| JCNS
| Jülich Neutron Spin Echo Spectrometer<ref>{{Internetquelle|url=http://www.jcns.info/jcns_nse|titel=NSE|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''KWS-1, -2, -3'''
| Diffraktometer
| JCNS
| Kleinwinkelstreuung<ref>{{Internetquelle|url=http://www.jcns.info/jcns_kws1|titel=KWS-1|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science|zugriff=2010-05-18}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www.jcns.info/jcns_kws2|titel=KWS-2|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science|zugriff=2010-05-18}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www.jcns.info/jcns_kws3|titel=KWS-3|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''MARIA'''
| Reflektometer
| JCNS
| Magnet-Reflektometer mit hohem Einfallswinkel<ref>{{Internetquelle|url=http://www.jcns.info/jcns_maria/|titel=MARIA|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''MEPHISTO'''
| Kern- & Teilchenphysik
| TUM
| Kern- und Teilchenphysik mit kalten Neutronen<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/kern-amp-teilchenphysik/mephisto/index.html|titel=MEPHISTO|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''MIRA'''
| Multi-Purpose Spektrometer
| TUM
| Verschiedene Optionen zur [[Diffraktometrie]] und Spektrometrie<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/diffraktion/mira/index.html|titel=MIRA|hrsg=TUM / E21|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''N-REX+'''
| Diffraktometer
| [[Max-Planck-Institut für Metallforschung|MPI Metallforschung]]
| Neutronen-Röntgen-Kontrast-Reflektometer<ref>{{Internetquelle|url=http://www.mf.mpg.de/en/abteilungen/dosch/frmII/index.shtml|titel=N-REX+|hrsg=Max-Planck-Institut für Metallforschung|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''PANDA'''
| Spektrometer
| [[Helmholtz-Gesellschaft|Helmholtz]] / IFP [[Technische Universität Dresden|TU Dresden]]
| [[Dreiachsenspektrometer]]<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/spektrometrie/panda/index.html|titel=PANDA|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''PGAA'''
| Bestrahlung
| [[Universität zu Köln|IKP Köln]] / [[Paul Scherrer Institut|PSI]] / TUM
| Prompte Gamma-Strahl [[Aktivierungsanalyse]]<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/bestrahlung/pgaa/index.html|titel=PGAA|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''REFSANS'''
| Diffraktometer
| [[Helmholtz-Zentrum Geesthacht|HZG]] / TUM / [[Ludwig-Maximilians-Universität München|LMU]]
| Reflektometer für die Analyse von weichen und flüssigen Grenz- und Oberflächen<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/diffraktion/refsans/index.html|titel=REFSANS|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''RESEDA'''
| Spektrometer
| TUM
| Neutronenresonanz[[Spin-Echo|spinecho]]<ref>{{Internetquelle|url=http://www.mlz-garching.de/instrumente-und-labore/spektroskopie/reseda.html|titel=Reseda|hrsg=[[Technische Universität München]], Lehrstuhl E21|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''SANS-1'''
| Diffraktometer
| TUM / GKSS
| [[Kleinwinkelstreuung]] (Small angle neutron scattering, im Aufbau)<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/diffraktion/sans-1/index.html|titel=SANS-1|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''SPHERES'''
| Spektrometer
| JCNS
| [[Rückstreuspektrometer]]<ref>{{Internetquelle|url=http://www.mlz-garching.de/spheres|titel=SPHERES|hrsg=Jülich Centre for Neutron Science|zugriff=2015-10-15}}</ref>
|-
| '''TOFTOF'''
| Spektrometer
| TUM
| Hochauflösendes [[Flugzeitspektrometer]]<ref>{{Internetquelle|url=http://www.mlz-garching.de/toftof|titel=TOFTOF|hrsg=[[Technische Universität München]], Lehrstuhl E13|zugriff=2015-10-15}}</ref>
|}

=== Thermische Neutronen ===

Thermische Neutronen haben eine mittlere Energie von etwa 25&nbsp;meV, entsprechend der Temperatur des Moderators.

{| class="wikitable"
|-
!style="background:lightblue"| Name
!style="background:lightblue"| Typ
!style="background:lightblue"| Betreiber
!style="background:lightblue"| Beschreibung
|-
| '''PUMA'''
| Spektrometer
| [[Georg-August-Universität Göttingen|Uni Göttingen]] / TUM
| Dreiachsenspektrometer mit Polarisationsanalyse und Multi-Analysator-Detektor<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/spektrometrie/puma/index.html|titel=PUMA|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''RESI'''
| Diffraktometer
| LMU / [[Universität Augsburg|Uni Augsburg]]
| [[Einkristalldiffraktometer]]<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/diffraktion/resi/index.html|titel=RESI|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''SPODI'''
| Diffraktometer
| [[Technische Universität Darmstadt|TU Darmstadt]] / LMU
| Strukturpulverdiffraktometer<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/diffraktion/spodi/index.html|titel=SPODI|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''STRESS-SPEC'''
| Diffraktometer
| TUM / Helmholtz / [[Technische Universität Clausthal|TU Clausthal]] / GKSS
| [[Eigenspannung]]s- und [[Texturdiffraktometer]]<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/diffraktion/stress-spec/index.html|titel=STRESS-SPEC|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''TRISP'''
| Spektrometer
| [[Max-Planck-Institut für Festkörperforschung|MPI Festkörperforschung]]
| Neutronen-Resonanz-Spinecho-Dreiachsenspektrometer<ref>{{Internetquelle|url=http://www.fkf.mpg.de/keimer/groups/frm/index.html|titel=FRM-II Group|hrsg=MPI Stuttgart|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|}

=== Heiße Neutronen ===

Die heißen Neutronen entstammen der Heißen Quelle (~2400&nbsp;°C, Moderator: 14&nbsp;kg [[Graphit]]). Sie werden hauptsächlich für Strukturuntersuchungen an kondensierter Materie eingesetzt. Diese Neutronen haben eine Energie zwischen 0,1&nbsp;eV und 1&nbsp;eV. Die Heiße Quelle ist im Moderatortank in der Nähe des Flussmaximums untergebracht. Die Aufheizung des Graphits erfolgt durch Gammastrahlung, weniger auch durch Neutronen aus dem Reaktorkern. Die Quelle ist gegen die Umgebung durch einen Doppelwandigen [[Zirkalloy]]-Behälter mit eingelagertem Isolierfilz isoliert, so dass die Temperatur an der Außenseite nur etwa 100&nbsp;°C beträgt. Die letztendliche Temperatur resultiert aus dem thermischen Gleichgewicht zwischen Aufheizung und Wärmeabgabe an die Umgebung.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/sekundaere-strahlquellen/heisse-quelle/index.html|titel=Sekundäre Strahlquellen: Heiße Quelle|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-19}}</ref>

{| class="wikitable"
|-
!style="background:lightblue"| Name
!style="background:lightblue"| Typ
!style="background:lightblue"| Betreiber
!style="background:lightblue"| Beschreibung
|-
| '''HEIDI'''
| Diffraktometer
| [[RWTH Aachen]]
| Heißes Einkristalldiffraktometer<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/diffraktion/heidi/index.html|titel=HEIDI|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|}

=== Spaltneutronen ===

Die Strahlkonverteranlage (SKA) zur Erzeugung der Spaltneutronen besteht aus zwei zusammen 498&nbsp;g <sup>235</sup>U enthaltenden Platten, die durch Einfang thermischer Neutronen und anschließende Spaltung schnelle Spaltneutronen (Energie: 0,1&nbsp;MeV – 10&nbsp;MeV) erzeugen. Die Platten befinden sich am Rand des Moderatortanks und haben eine Nennleistung von 80&nbsp;kW. Sie können bei Bedarf aus dem Neutronenfeld gezogen werden um einem unnötigen Abbrand (Verlust durch Spaltung) des Urans vorzubeugen.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/technik/sekundaere-strahlquellen/konverteranlage/index.html|titel=Sekundäre Strahlquellen: Konverteranlage|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-19}}</ref>

{| class="wikitable"
|-
!style="background:lightblue"| Name
!style="background:lightblue"| Typ
!style="background:lightblue"| Betreiber
!style="background:lightblue"| Beschreibung
|-
| '''MEDAPP'''
| Bestrahlung
| TUM
| Medizinische Bestrahlungsanlage ([[Neutronentherapie]], Bestrahlung)<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/bestrahlung/tumortherapie/index.html|titel=MEDAPP|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|-
| '''NECTAR'''
| Radio- & Tomographie
| TUM
| Neutronen Computer Tomographie und Radiographie Anlage<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/radiographie/nectar/index.html|titel=NECTAR|hrsg=FRM II|zugriff=2010-05-18}}</ref>
|}

=== Positronenquelle ===

Die Positronenquelle NEPOMUC (''NE''utron induced ''PO''sitron Source ''MU''ni''C''h) ist die weltweit stärkste Quelle für monoenergetische [[Positron]]en (Stand 3/2008). Sie erzeugt etwa 9&nbsp;×&nbsp;10<sup>8</sup> moderierte Positronen pro Sekunde.
Zur Erzeugung der Positronen werden thermische Neutronen in [[Cadmium]] eingefangen, wodurch harte Gammastrahlung bis zur Maximalenergie von 9&nbsp;MeV entsteht. Durch Absorption dieser Gammastrahlung in [[Platin]]folien werden durch [[Paarbildung (Physik)|Paarbildung]] Positronen ([[Antimaterie]]) und Elektronen (Materie) erzeugt. Im Platin werden primär erzeugte Positronen auf Umgebungstemperatur moderiert und können nach Diffusion zur Folienoberfläche ins Vakuum emittiert werden.
Die so moderierten Positronen werden auf eine Energie von 1&nbsp;keV beschleunigt und magnetisch geführt.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaft/kern-amp-teilchenphysik/nepomuc/index.html|titel=NEPOMUC – Neutron Induced Positron Source Munich|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}</ref>
Über eine Strahlweiche gelangt der monoenergetische Positronenstrahl zu verschiedenen Experimenten:<ref>{{Internetquelle|url=http://e21.frm2.tum.de/index.php?id=207|titel=NEPOMUC|hrsg=[[Technische Universität München]], Lehrstuhl für Experimentalphysik|datum=2008-06-27|zugriff=2010-02-17|sprache=en}}</ref> Die Positronenquelle wird von der TU München selbst betrieben.

{| class="wikitable"
|-
!style="background:lightblue"| Name
!style="background:lightblue"| Beschreibung
|-
| '''CDBS'''
| Koinzidenzdopplerspektroskopie<ref>{{Internetquelle|url=http://e21.frm2.tum.de/index.php?id=cdbs|titel=Coincidence Doppler Broadening Spectroscopy (CDBS)|hrsg=[[Technische Universität München]], Lehrstuhl für Experimentalphysik|datum=2007-01-18|zugriff=2010-02-17|sprache=en}}</ref>
|-
| '''OP'''
| Ein offener Strahlplatz für zusätzliche Experimente: Derzeit Erzeugung des negativ geladenen [[Positronium]]ions<ref name="frm2.tum.de">{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/wissenschaftliche-nutzung/kern-amp-teilchenphysik/nepomuc/index.html|titel=PLEPS|hrsg=FRM II|zugriff=2010-02-17|sprache=en}}</ref>
|-
| '''PAES'''
| Positronen-Annihilations induzierte [[Auger-Elektron]]en-Spektroskopie<ref>{{Internetquelle|url=http://e21.frm2.tum.de/index.php?id=paes|titel=Positron Annihilation induced Auger Electron Spectroscopy (PAES)|hrsg=[[Technische Universität München]], Lehrstuhl für Experimentalphysik|datum=2007-11-27|zugriff=2010-02-17|sprache=en}}</ref>
|-
| '''PLEPS'''
| Gepulste niederenergetische Positronen (Pulsed Low Energy Positron System)<ref name="frm2.tum.de" />

|-
| '''SPM'''
| Rasterpositronenmikroskop (Scanning Positron Microscope, geplant)
|}

=== Bestrahlungsanlagen ===

Zu den oben genannten Experimenten kommen die Bestrahlungsanlagen im Inneren des Moderatortanks zur Erzeugung radioaktiver Isotope, zur [[Neutronenaktivierungsanalyse]] (NAA) oder zur [[Neutronen-Transmutationsdotierung]] von [[Silizium]]. Das so gewonnene dotierte Silizium ist sehr homogen dotiert.<ref name="redeherrmann" />

== Meldepflichtige Ereignisse und andere Vorkommnisse ==

Am FRM II gab es bisher 17 [[Meldepflichtiges Ereignis|meldepflichtige Ereignisse]], davon eines in der Kategorie „Eilt“ und 16 in der Kategorie „Normal“. Zeitlich verteilen sich die Ereignisse wie folgt: 2004: 1; 2005: 1; 2006: 3; 2007: 1; 2008: 1; 2009: 5; 2010: 2; 2011: 1; 2014: 1; 2016: 1.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.bfs.de/de/kerntechnik/ereignisse/berichte_meldepflichtige_ereignisse|autor=Bundesamt für Strahlenschutz|titel=  Forschungsreaktoren in Betrieb|werk=Jahres- und Quartalsberichte zu Meldepflichtigen Ereignissen in Anlagen zur Spaltung von Kernbrennstoffen in der Bundesrepublik Deutschland |zugriff=2014-11-28}}</ref> Bei keinem der meldepflichtigen Ereignisse wurde [[Radioaktivität]] freigesetzt, alle Ereignisse sind in die Kategorie [[INES]] 0 eingruppiert worden.

* '''18. Februar 2007''': [[Reaktorschnellabschaltung]] nach Ausfall der Moderatortankkühlung. Bedingt durch Neutronenstöße und Gammastrahlung wird das schwere Wasser im Moderatortank aufgeheizt. Zur Abfuhr der Wärme hat der Moderatortank ein eigenes Kühlsystem.
* '''13. Mai 2009''': Nicht vorgabegemäßes Schließen einer Rückschlagklappe im Primärkühlsystem bei wiederkehrender Prüfung. Kategorie "Eilt", Ereignisnummer 09/002. Die Rückschlagklappe ist für den Übergang von erzwungener Kühlung zur Naturkonvektion bei der Nachwärmeabfuhr von Bedeutung.
* '''30. Juli 2009''': Schwergängigkeit einer von drei redundanten Rückschlagklappen am primären Kühlsystem.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.sueddeutsche.de/muenchen/547/482997/text/|titel=Meldepflichtiges Ereignis im Reaktor|werk=Süddeutsche Zeitung, Ausgabe vom 4. August 2009|zugriff=2010-04-25}}</ref>

Weitere, nicht meldepflichtige Ereignisse, die eine überregionale mediale Aufmerksamkeit hervorriefen:

* '''2006''' wurden Eisenoxid-Ablagerungen von einigen [[Nanometer]]n Dicke  (in den Medien als „Rost“ bezeichnet) im Reaktorbecken festgestellt, deren Ursachen bislang nicht geklärt werden konnten und die nicht behoben wurden (Stand Januar 2012).<ref>Süddeutsche.de: [http://www.sueddeutsche.de/muenchen/atomanlage-garching-rostbelag-im-reaktorbecken-1.1090033 Atomanlage Garching - Rostbelag im Reaktorbecken] vom 28. April 2011</ref> Mehrere voneinander unabhängige Gutachten schlossen jedoch eine Beeinträchtigung der Sicherheit des Reaktors aus,<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/aktuelles/news/einzelnews/article/beckeneinbauten-durch-ablagerungen-nicht-beeintraechtigt/index.html|titel=Beckeneinbauten durch Ablagerungen nicht beeinträchtigt|werk=FRM II|zugriff=2012-01-03}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/aktuelles/news/einzelnews/archiveperiod/2011/pointer/5/article/tum-weist-vorwuerfe-der-gruenen-entschieden-zurueck/back/1661/index.html|titel=TUM weist Vorwürfe der Grünen entschieden zurück|werk=FRM II|zugriff=2012-01-03}}</ref> so dass keine weiteren Maßnahmen ergriffen wurden.<ref>{{Internetquelle|url=https://www.merkur.de/lokales/muenchen-lk-nord/garching/rost-forschungsreaktor-ungefaehrlich-1312716.html|titel=Rost im Forschungsreaktor ist ungefährlich|werk=Münchner Merkur vom 7. Juli 2011|zugriff=2012-01-03}}</ref>
* Im '''November 2012''' wurde der Reaktor außerplanmäßig heruntergefahren, da eine Überschreitung des Grenzwertes für die Emission des radioaktiven Isotops [[Kohlenstoff#Isotope|C14]] drohte.<ref>Süddeutsche.de: [http://www.sueddeutsche.de/muenchen/abschaltung-des-garchinger-reaktors-spd-fordert-aufklaerung-1.1556203 Abschaltung des Garchinger Reaktors - SPD fordert Aufklärung] vom 21. Dezember 2012</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/aktuelles/news/einzelnews/article/30-zyklus-vorzeitig-beendet/back/1661/index.html|titel=30. Zyklus unterbrochen|werk=FRM II|zugriff=2012-01-03}}</ref> Entgegen anders lautenden Meldungen wurde der Grenzwert, der beim FRM II lediglich ein Fünftel der nach [[Strahlenschutzverordnung]] erlaubten [[Freigrenze]] für den genehmigungsfreien Umgang beträgt, nicht erreicht. Nach Klärung der Ursache, einer geänderten Reinigungsprozedur des Schwerwassers, wurde der Reaktor wieder angefahren und bis zum Ende des Jahres ohne weitere Vorkommnisse planmäßig weiter betrieben.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/aktuelles/news/einzelnews/article/30-zyklus-fortgesetzt/back/10/index.html|titel=Normaler Betrieb an der Forschungs-Neutronenquelle|werk=FRM II|zugriff=2012-01-03}}</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat|Forschungsreaktor München II}}
* {{Internetquelle|url=http://www.frm2.tum.de/|titel=FRM II – Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz|hrsg=[[Technische Universität München]]|zugriff=2010-02-17}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Forschungsreaktoren in Deutschland}}

{{SORTIERUNG:Forschungsreaktor Munchen Ii}}
[[Kategorie:Forschungsreaktor]]
[[Kategorie:Garching bei München]]
[[Kategorie:Technische Universität München]]
Folgende Vorlagen werden auf dieser Seite verwendet:
Zurück zur Seite Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz.
Abgerufen von „https://www.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Forschungs-Neutronenquelle_Heinz_Maier-Leibnitz“