Batterien, Wasserstofftechnologien und Halbleiter sind zentral für die Energiewende – lassen sich bislang aber oft kaum zerstörungsfrei analysieren. Die HBS-I soll das ändern: mit hochbrillanten Neutronen, industrienahem Zugang und neuen Möglichkeiten für schnellere Materialentwicklung.
Batterien, Brennstoffzellen und Chips stehen im Zentrum der Energiewende. Für ihre Entwicklung braucht die Industrie tiefere Einblicke in Materialien und Prozesse – möglichst ohne Proben zu zerstören. Genau hier stößt die bisherige Infrastruktur an Grenzen: Die europäische Neutronenkapazität ist chronisch überbucht, zugleich fehlt in Deutschland eine breit zugängliche, industrienahe Infrastruktur.
Forschende des Forschungszentrums Jülich arbeiten deshalb an der HBS-I, einer kompakten Neutronenquelle mit industrienahem Zugang. Sie soll hochbrillante Neutronen liefern – ohne Kernreaktor – und damit neue Möglichkeiten für die zerstörungsfreie Analyse schaffen. Geplant sind modulare Instrumente für Tomographie, Diffraktometrie und Kleinwinkelstreuung sowie eine schnelle Strahlzeitgenehmigung und direkter Zugang in Jülich.
Der besondere Vorteil von Neutronen liegt in dem, was andere Verfahren nur eingeschränkt sichtbar machen. Während Röntgen vor allem schwere Atome erfasst, machen Neutronen Lithium, Wasserstoff und Magnetismus sichtbar. Zudem erlauben sie zerstörungsfreie Analysen – auch im laufenden Betrieb.
Für die Industrie eröffnet das konkrete Anwendungen in mehreren Schlüsselbereichen. In Batterien lässt sich die Lithium-Bewegung in der Elektrode live und ohne Demontage verfolgen. In Wasserstoffsystemen können Diffusion und Speicherstruktur sicher nachgewiesen werden. In Halbleitern lassen sich Schichtstrukturen und Grenzflächen in Chips zerstörungsfrei charakterisieren.
Das HBS-I ist ein Baustein für die analytische Souveränität Deutschlands und Europas sowie für die Sicherung der technologischen Führungsrolle Europas. Das Projekt wurde vom Bundesforschungsministerium im Rahmen seines nationalen Priorisierungsprozesses für große Forschungsinfrastrukturen in die engere Auswahl aufgenommen. Der Zeitplan sieht den Abschluss der Planungsphase im Jahr 2027, die Bauphase ab 2028 und die Inbetriebnahme ab 2034 vor. Das Projekt begrüßt Industriepartner – sowohl als Baupartner als auch als Strahlzeitpartner.
JCNS-2/JCNS-HBS: Head of Department for High Brilliance Neutron Source Project (HBS)
