Wissenschafts-Foto ausgezeichnet

IPP-Wissenschaftler Johann Riesch gewinnt die „NuMart Image Competition“

28. Januar 2019
Das Siegerfoto: Es zeigt eine Probe aus wolframfaserverstärktem Wolfram nach einem Bruchtest, betrachtet durch ein Elektronenmikroskop. Die plastisch verformten und zerrissenen Wolframfasern in der spröden, gebrochenen Wolfram-Matrix machen die Prozesse anschaulich, die zur Erhöhung der Bruchzähigkeit des Materials beitragen. Die Fasern besitzen einen Durchmesser von 150 Mikrometern.

Den ersten Preis in der „NuMart Image Competition“, die der Wissenschaftsverlag Elsevier ausrichtet, hat IPP-Wissenschaftler Dr. Johann Riesch vom IPP-Forschungsbereich „Plasmarand und Wand“ gewonnen. Die Bewerber waren aufgerufen, ihre interessantesten Material-Fotos einzureichen. Aus einer Vorauswahl von zwanzig Abbildungen kürten dann im vergangenen Oktober die 800 Teilnehmer der Nuclear Materials Conference in Seattle/USA Johann Rieschs Einsendung zum Sieger-Foto.

Die preisgekrönte Abbildung zeigt die elektronenmikroskopische Aufnahme von wolframfaserverstärktem Wolfram nach einem Bruchtest. Der neuartige, von Johann Riesch und Kollegen entwickelte Verbundwerkstoff besteht aus einer Wolfram-Matrix, in die 150 Mikrometer dünne Wolframdrähte eingebettet sind. Das von Dr. Martin Balden aufgenommene Bild zeigt eindrucksvoll, wie diese Fasern die Bruchzähigkeit des Wolfram-Metalls erhöhen.

Titelblatt des Journal of Nuclear Materials, Jubiläumsausgabe 2019.

Hintergrund dieser Arbeiten ist die Suche nach einem Material für die stark belasteten Partien des Gefäßes, das ein heißes Fusionsplasma umgibt. Hier bietet sich Wolfram an, das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt. Nachteilig ist jedoch seine hohe Sprödigkeit. Einer punktuellen Belastung – Zug, Dehnung oder Druck – kann Wolfram nicht durch leichtes Nachgeben ausweichen. Stattdessen bilden sich Risse. Auf der Suche nach Strukturen, die eine lokal auftretende Spannung verteilen können, orientierte man sich im IPP am Vorbild faserverstärkter Keramiken und fand so die Lösung: wolfram­faser­verstärktes Wolfram. Wie das Wettbewerbsfoto dokumentiert, besitzt es deutlich verbesserte Materialeigenschaften. Wenn die Wolfram-Matrix unter Belastung versagt, können die Wolfram-Fasern den entstehenden Riss überbrücken und damit aufhalten.

Seit Januar ziert das im letzten Jahr gekürte Siegerfoto nun auch das Titelblatt der Jubiläumsausgabe des „Journal of Nuclear Materials“. Die im Verlag Elsevier publizierte Fachzeitschrift erscheint 2019 im sechzigsten Jahrgang.

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