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Exkursion zum KIT Campus Nord

KATRINAm Freitag, den 24. Mai 2019, begab sich der 4stündige Physikkurs des diesjährigen Abitursjahrgangs nochmals auf Exkursion, zum Campus Nord des KIT Karlsruhe, begleitet und organisiert von unserem Lehrer Albrecht Ortmann. Wir kamen um 10 Uhr am KIT Campus Nord, dem ehemaligen Kernforschungszentrum im Karlsruher Hardtwald an. Nach einer kurzen Einführung von dem Physiker Markus Börner begannen wir eine Rundfahrt um den gesamten Campus.
Das Forschungszentrum ist führender Teil der Helmholtz Gesellschaft, der größten Forschungsgesellschaft Deutschlands mit 4 Mrd. Euro Forschungsbudget, 18 Standorten und 30.000 Mitarbeitern. In enger Zusammenarbeit mit dem KIT Campus Süd in Karlsruhe (der Universität bis zum Zusammenschluss mit dem Campus Nord) wird hier wegweisende naturwissenschaftliche Forschung auf vielen verschiedenen Feldern betrieben. Unser Begleiter Martin Börner beschäftigt sich beispielsweise beruflich mit Nanostrukturen.Ziel der Exkursion waren vor allem, die drei Forschungsprojekte, „KATRIN“, „AIDA“ und „KARA“, die wir nacheinander besuchten.
Mit dem Großexperiment „KATRIN“ (Karlsruher-Tritium-Neutrino-Experiment) versucht man, die Masse des Elektron Neutrinos zu bestimmen, eines Teilchens, das beim radioaktiven Beta-Zerfall freigesetzt wird und kaum mit anderer Materie wechselwirkt. Jedoch existieren pro Kubikzentimeter etwa 382 dieser Neutrinos. Mit dem Versuch sollen astronomische Fragen über die Entstehung des Universums beantwortet werden. KATRIN selbst setzt sich aus einer Tritiumquelle, in der das Tritium unter Emission eines Elektrons und eines Antineutrinos in das Heliumisotop 3He zerfällt, einem Hochvakuumbehälter und einem Detektor zusammen. Die Masse des Neutrinos wird indirekt über den Massenverlust des Elektrons gemessen. In dem 70m langen Hochvakuumbehälter wird von den ursprünglich 1010 Zerfällen pro Sekunde nur noch 1 Zerfall gemessen. Die Anlage ist so groß, um die Messgenauigkeit signifikant zu erhöhen.
KiefernzapfenexperimentWeiter ging es mit einer kurzen Einführung in die Meteorologie und dem Besuch der AIDA (Aerosole in der Atmosphäre). In dem dreistöckigen Behälter können natürliche Voraussetzungen zur Wolkenbildung nachgestellt werden. Dabei kondensieren kleinste Wassertröpfchen an Schmutzpartikeln und bilden dabei Eiskristalle. Dies zeigte uns Herr Börner, indem er -8°C kaltes flüssiges reines Wasser über einen Kiefernzapfen goss und dieses dadurch sofort eine Eisschicht bildete.
Es folgte eine Besichtigung des gesamten Campusgeländes mit einem Bus. Dabei fiel vor allem der Hochsicherheitsbereich auf, in welchem radioaktive Elemente verarbeitet wurden.
Zuletzt besuchten wir noch das Synchrotron KARA (Karlsruher Research Accelerator). In dem Teilchenbeschleuniger werden Elektronen auf 2,5 GeV beschleunigt. Als Synchrotronstrahlung bezeichnet man die elektromagnetische Strahlung, die tangential zur Bewegungsrichtung geladener Teilchen abgestrahlt wird, wenn diese sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen und aus einer geraden Bahn abgelenkt werden. Da die Ablenkung im physikalischen Sinne eine Beschleunigung (Änderung des Geschwindigkeitsvektors) darstellt, handelt es sich um eine besondere Form der Bremsstrahlung. Mit dieser Strahlung wird hier experimentiert. Rings um den Speicherring des Synchrotrons sind zahlreiche Experimente aufgebaut und trotz der sehr hohen Kosten für die Experimentierzeiten ist KARA fast rund um die Uhr ausgebucht.
Nach dem abschließenden Mittagessen in der Mensa des Campus Nord, dem sogenannten „Casino“, traten wir unsere Heimreise nach Freudenstadt an.
 
Autoren: Peter Winney (13a) und David Pfau (13a), Redaktion Albrecht Ortmann, StD