BuMa_2010_04 - Deutsche Bunsengesellschaft für Physikalische ...

4/2010
BUNSENMAGAZIN
Leitartikel
Schöne neue Welt –
Wer kann sich das leisten? S. 121
Unterricht
Low-energy electron diffraction
crystallography of surfaces and
interfaces S. 124
Aspekte
Kernfusion –
die Energiequelle der Zukunft? S. 132
Bunsentagung/Aktuelles
Ansprache des Ersten Vorsitzenden
bei der Bunsentagung 2010 S. 150
BBPCAX 101 (8) 1083-1196 (1998)
ISSN 0005 – 9021
No. 4 – JULI 2010

IMPRESSUM
Bunsen-Magazin
Heft 4 Jahrgang 12
Herausgeber:
Vorstand der Deutschen
Bunsen-Gesellschaft
Wolfgang von Rybinski
Katharina Kohse-Höinghaus
Wolfgang Grünbein
Schriftleiter:
Rolf Schäfer /Peter C. Schmidt
Eduard-Zintl-Institut für Anorganische
und Physikalische Chemie
Technische Universität Darmstadt
Petersenstr. 20
D-64287 Darmstadt
Tel.: 06151 / 16 27 07 oder 16 24 98
Fax: 06151 / 16 60 24
E-Mail: bunsenmagazin@bunsen.de
Geschäftsführer der Deutschen
Bunsen-Gesellschaft
Andreas Förster
Theodor-Heuss-Allee 25
D-60486 Frankfurt
Tel.: 069 / 75 64 620
Fax: 069 / 75 64 622
E-Mail: foerster@bunsen.de
Technische Herstellung:
VMK-Druckerei GmbH
Faberstraße 17
D-67590 Monsheim
Tel.: 06243 / 909 - 110
Fax: 06243 / 909 - 100
E-Mail: info@vmk-druckerei.de

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Felix Geisler
SCHÖNE NEUE WELT –
WER KANN SICH DAS LEISTEN?
Die Chemie ist angekommen in der
schönen neuen Welt. Nach Jahrzehnten
des Umbruchs nutzen die Studenten
und Wissenschaftler heute
chemische Literatur und Fachinformation
großteils elektronisch. Vorbei
sind die Zeiten, als man zur Abendstunde
nicht an den benötigten Artikel
kam, weil die Bibliothek bereits
geschlossen hatte. Vorbei ist auch die
mühevolle Suche nach Verbindungen
und ihren Eigenschaften in unzähligen Bänden der Chemical
Abstracts, des Beilstein und des Gmelin. Die betreffenden Zeitschriften-
und Abstract-Bände verstauben heute ungenutzt in
den Kellern der Bibliotheken. Nur das gedruckte Buch erfreut
sich noch einer gewissen Beliebtheit. So wurde beobachtet, dass
die Nutzung des gedruckten Exemplars zunimmt, wenn gleichzeitig
Zugang zur elektronischen Fassung des entsprechenden
Buches besteht.
Die Welt der elektronischen Fachinformation bietet ihren Nutzern
eine Vielzahl von Mehrwerten. Es ist möglich, Volltexte
oder zumindestens Teile von Texten zu durchsuchen. Die Inhalte
sind nicht selten untereinander umfangreich verlinkt und
mit zusätzlichem Material angereichert. Besondere Relevanz
für die (organische) Chemie hat die Eingabe von Suchanfragen
mit einem Struktureditor. Noch größer ist der Mehrwert für den
Nutzer allerdings, wenn mehrere Produkte gebündelt werden,
zum Beispiel bibliographische Datenbanken und Faktendatenbanken
mit elektronischen Zeitschriftenpaketen. Dies haben
führende Verlage und Datenbankanbieter erkannt und darauf
ihre Geschäftspolitik ausgerichtet. Welche Folgen ergeben sich
daraus für die akademischen Nutzer elektronischer Fachinformation?
Einige Überlegungen zu diesem Thema sind sicherlich
sinnvoll, wenn man die Konkurrenzfähigkeit der deutschen
Chemie-Institute und Chemie-Fachbereiche bei der Ausbildung
und in der Forschung im Auge behalten möchte.
Verlage, Datenbankanbieter und ihre Abonnenten befi nden
sich in einem besonderen Abhängigkeitsverhältnis. Für viele
Produkte fi ndet sich kein entsprechendes Konkurrenzangebot
Dr. Felix Geisler, M.A. (LIS)
Fachreferent Chemie, Maschinenbau, Allgemeines
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Schloss, 64283 Darmstadt
Telefon: 06151-16 5876
E-Mail: geisler@ulb.tu-darmstadt.de
LEITARTIKEL
auf dem freien Markt. Die Zahl der Abonnenten von einzelnen
Zeitschriften und Datenbanken liegt üblicherweise zwischen
500 und 2000. Wissenschaftliche Institutionen und forschende
Unternehmen sind die wichtigsten Kunden. Private Abos
spielen keine fi nanzielle Rolle. Wie kommen nun die Preise für
einzelne Produkte zustande? Ein traditioneller Unternehmer
würde vorrechnen: Personalaufwand plus Sachkosten plus
Investitionskosten plus Vertriebskosten plus kalkulierter Gewinn
geteilt durch die Anzahl der Abonnenten. Bei qualitativ
hochwertigen Zeitschriften sind höhere Preise durch höhere
Ablehnungsquoten bei den Zuschriften und den damit verbundenen
zusätzlichen Organisationsaufwand zu rechtfertigen.
Chemische Datenbanken sind komplexe Produkte, der Personalaufwand
zu ihrer Erstellung und Pfl ege ist sehr groß, dies
rechtfertigt einen besonderen Preis.
Selbst wenn man diese Faktoren berücksichtigt kommt man zu
dem Ergebnis, dass sich die Kosten für die Literatur- und Informationsversorgung
in der Chemie (und auch in anderen Studienfächern)
von den klassischen, betriebswirtschaftlich berechneten
Kosten entkoppelt haben. Es liegt der Verdacht nahe,
dass Produkte, die als unverzichtbar gelten, überteuert angeboten
werden, um aus den zusätzlichen Gewinnen Produkte zu
fi nanzieren, die von vielen Abonnenten als verzichtbar angesehen
werden. Den Kunden werden also Zeitschriften-Pakete angeboten,
die meist mehrere hundert Einzeltitel enthalten. Darin
befi nden sich manchmal nur einige wenige dringend benötigte
Zeitschriften, daneben Zeitschriften mit geringer und fehlender
Nutzung. Die Summe der Einzelpreise für die als unverzichtbar
eingestuften Zeitschriften wäre jedoch in vielen Fällen höher
als der Preis für das gesamte Paket.
Die Kosten für Literatur und Fachinformation in der Chemie haben
sich in den vergangenen 10 Jahren insgesamt sehr stark
erhöht, bei manchen Zeitschriften hat sich in dieser Zeit der
Preis sogar verdreifacht. Dem Elsevier-Verlag ist es mit einer
„beispiellosen“ Preispolitik gelungen, seine Umsatzrendite zeitweise
auf über 30 % zu steigern. Von den Unterhaltsträgern der
Universitäten wurde jedoch in den meisten Fällen nicht mehr
Geld zum Erwerb von Literatur und Fachinformation zur Verfügung
gestellt. Es gab lediglich Sonderprogramme zur Finan-
121

LEITARTIKEL
zierung einiger herausragender Produkte und zur erstmaligen
Erwerbung von E-Books. Dies führte dazu, dass nicht so stark
gefragte Produkte abbestellt werden mussten. Zunächst konnte
durch Verzicht auf Einzeltitel oder auf die gedruckte Ausgabe
von Zeitschriften Geld eingespart werden. Eine Kostenreduktion
konnte auch durch die konsortiale Bündelung von Bestellungen
mehrer Hochschulen erreicht werden. Diese „Verfügungsmasse“
ist aber mittlerweile aufgebraucht. An vielen Einrichtungen
wird daher in den nächsten Jahren eine Weichenstellung erfolgen.
Entweder es wird seitens der Unterhaltsträger deutlich
mehr Geld für den Erwerb von Literatur und Fachinformation
zur Verfügung gestellt oder es wird schmerzliche Einschnitte bei
der Informationsversorgung geben, weil größere Zeitschriften-
Pakete oder Datenbanken nicht mehr fi nanziert werden können.
Je dramatischer die Situation wird, desto größer wird der Ärger
der Wissenschaftler, Dozenten, Studenten und Bibliothekare
aus den Fachbereichen auf die Verlage und Datenbankanbieter.
Es wird deutlich, dass diese das besondere Abhängigkeitsverhältnis
mit den Abonnenten zu ihren Gunsten ausgenutzt
haben, um den Umsatz und den Gewinn zu steigern. Und um
den Unmut noch anzuheizen, muss man betonen, dass ein großer
Teil des Publikationsprozesses in wissenschaftlichen Zeitschriften
von den Wissenschaftlern selbst getragen wird, durch
ihre Autoren- und Gutachtertätigkeit. Würde man also Druck,
Textherstellung und Vertrieb zusätzlich in die eigenen Hände
nehmen, könnte man in der Zukunft auf teure Verlagsprodukte
vollständig oder zumindestens teilweise verzichten. Eigenpublikationen
im Netz, ob in Zeitschriften, als Buch, in Schriftenreihen
oder als Einzelbeiträge sind Open Access, also für alle
122
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
frei zugänglich. Wissenschaftsorganisationen wie die DFG stellen
zur Förderung des Open Access-Publizierens Mittel bereit.
Stiftungen und Fachgesellschaften fi nanzieren komplette Open
Access-Zeitschriften, teilweise sogar mit Peer-Reviewing-Prozess,
oder unterstützen den Aufbau freier Datenbanken. Trotzdem
sind Open Access-Produkte im Bereich der Chemie bisher
nicht aus ihrer Nische herausgekommen. Es wird noch einige
Zeit vergehen, bis wirkliche Alternativen zu den Verlagsprodukten
und etablierten Datenbanken existieren.
Was kann man also den Verlagen sagen? Dass wir machtlos
sind als einzelne Hochschule oder Einrichtung? Keinesfalls!
Wissenschaftsverlage, Anbieter wissenschaftlicher Datenbanken
und wir, die institutionellen Abonnenten, sitzen im gleichen
Boot. Wir können uns mit anderen Abonnenten zu größeren
Einkaufsgemeinschaften zusammenschließen, gemeinsam
auch mal ein überteuertes Angebot ablehnen. Wir können unseren
Wissenschaftlern empfehlen, nicht in Zeitschriften zu
publizieren und als Gutachter tätig zu werden, die wir uns nicht
mehr leisten können. Wir können den Datenbankanbietern
erläutern, dass Studenten und Doktoranden, die bestimmte
Datenbanken heute für Arbeit und Studium nutzen, diese auch
später bei einer Tätigkeit in der freien Wirtschaft eher nutzen
werden. Wir können Dozenten das Verfassen von Open-Access-Lehrbüchern
mit Forschungsfreisemestern oder zusätzlichen
Forschungsgeldern „schmackhaft“ machen. Wir können
uns beim kooperativen Aufbau von Open Access-Datenbanken
und Open Access-Zeitschriften einbringen. Denn: Die schöne
neue Welt gibt es nur, wenn sie für die Mehrheit der Nutzer
bezahlbar bleibt.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Leitartikel
Unterricht
Aspekte
Tagung
Buchbesprechung
Bunsentagung/Aktuelles
Nachrichten
Physikalische Chemie
Leserbriefe
INHALTSVERZEICHNIS
Felix Geisler
Schöne neue Welt – Wer kann sich das leisten? 121
Georg Held
Low-energy electron diffraction 124
crystallography of surfaces and interfaces
Ulrich Schindewolf
Kernfusion – die Energiequelle der Zukunft? 132
Katharina Al-Shamery
Aus den Hexenküchen der Materialwissenschaften II 144
Jacob Bierwagen
Erlebnisbericht zu den Nachwuchswissenschaftler Gesprächen
der Deutschen Bunsen-Gesellschaft 2010 145
Emil Roduner
Internationale Bunsen Diskussionstagung: Light Harvesting and Solar
Energy Conversion, 29. - 31. März 2010, Stuttgart-Hohenheim 147
Frédéric Leroy
Principles of Physical Chemistry 149
Wolfgang von Rybinski
Ansprache des Ersten Vorsitzenden zur Eröffnungssitzung der
109. Hauptversammlung der Deutschen Bunsen-Gesellschaft
für Physikalische Chemie in Bielefeld, 13. Mai 2010 150
Impressionen Bunsentagung 2010 in Bielefeld 152
Preise/Ehrungen 154
Harry Hoster
Karrierewege zwischen Industrie und Hochschule –
ein Rückblick auf das Karriereforum auf der Bunsentagung 2010 158
Personalia 161
Veranstaltungen/Events 162
Ausschreibungen 162
Inhalt Heft 5 (2010) 163
Zu Bunsenmagazin, 2010, Heft 3, S. 112 163
Zum Titelbild
Surface geometry of the c(2x4) superstructure of CO on Ni{111}
obtained by LEED-IV curves; see Georg Held, page 124.
123

UNTERRICHT
Georg Held
124
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
LOW-ENERGY ELECTRON DIFFRACTION
CRYSTALLOGRAPHY OF SURFACES AND INTERFACES
METHOD SUMMARY
Acronyms, Synonyms
Low energy electron diffraction (LEED)
Micro channel plate (MCP)
Retarding fi eld analyzer (RFA)
Intensity vs Voltage curves (IV curves)
Intensity vs Energy curves (I(E) curves)
Information available
Technique is surface-sensitive.
Periodicity of surface layers (superstructure) – LEED pattern.
Degree of surface order (e.g. phase transitions, island size) –
spot profi les of LEED pattern.
Positions of atoms (± 1-10 pm) in the layers near the surface
(< 1 nm) – LEED-IV structure determination.
Information not available (limitations)
Not element-specifi c.
No information about bulk structure (> 1nm below surface).
Requires long-range order (limited information about amorphous
or random surface structures).
1 INTRODUCTION
When Clinton Davisson and Lester Germer conducted the very
fi rst low-energy electron diffraction (LEED) experiments in April
1925 at Bell Labs in New York it hit them – quite literally – like
a lightening stroke: “At that time we were continuing an investigation
... of the distribution in-angle of electrons scattered by
a target of ordinary nickel. During the course of this work a
liquid-air bottle exploded at a time when the target was at high
temperature; the experimental tube was broken, and the target
heavily oxidized by the inrushing air. The oxide was eventually
reduced and a layer of the target removed by vaporization but
only after prolonged heating at various high temperatures in
hydrogen and in vacuum. When the experiments were contin-
Dr. Georg Held
Department of Chemistry, University of Reading
Whiteknights Reading RG6 6AD
United Kingdom
Tel.: +44 (0)118 378 6347, Fax: +44 (0)118 378 6331
E-Mail: g.held@reading.ac.uk
ued it was found that the distribution-in-angle of the scattered
electrons had been completely changed.” [Davi27] They added,
“We must admit that the results obtained in these experiments
have proved to be quite at variance with our expectations.”
The prolonged heating treatment had transformed the crystallites
of the polycrystalline nickel sample into mm size crystals
and the intensity distribution of elastically back-scattered electrons
now showed sharp maxima instead of the smooth angular
distribution before the accident. Davisson and Germer soon realized
that these were interference patterns and, thus, the fi rst
experimental proof of the wave nature of electrons, which had
been postulated only a few years before, in 1923, by Louis De
Broglie. He had suggested that electrons have a wave length,
which is proportional to the inverse of their momentum m ev:
λ e = h / (m ev) = (1.50eV / E kin ) ½ [in nm] (1)
and a wave vector of length
k e = 2p / λ e = (2p/h) ∙ m ev (2)
which is proportional to the momentum of the electron (h is
Planck’s constant, m e the electron mass, v the velocity, and E kin
the kinetic energy of the electron). For low kinetic energies between
a few ten and a few hundred electron volts (eV) the wavelength
is of the order of 0.1 nm, i.e. comparable to typical interatomic
distances in crystals and molecules and it was soon
realized that the angular interference patterns observed in lowenergy
electron diffraction (LEED) can be used to determine the
structure of well-ordered crystals, in analogy to X-ray diffraction.
Due to the small inelastic mean free path of electrons in this
energy range, typically around 1 nm, LEED samples only the topmost
atomic layers of a crystal and is, therefore, best suited
for the analysis of surface geometries. X-ray photons, on the
other hand, have a much larger mean free path, typically a few
μm. Therefore X-ray diffraction delivers crystallographic information
about the bulk-structure of a crystal. Another important
difference is that multiple scattering plays an important role in
the diffraction process of electrons at solid surfaces, which is
not the case for x-ray-photons. Therefore, the analysis of LEED

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
data with respect to the exact positions of atoms at a surface
is somewhat more complicated and requires fully dynamical
quantum mechanical scattering calculations.
The use of LEED as a standard technique for surface analysis
started in the early 1960’s when large enough single crystals
and commercial instruments became available for surface
studies. At fi rst the technique was only used for qualitative
characterization of surface ordering and the identifi cation of
two-dimensional superstructures. The quantitative information
about the positions of the atoms within the surface is hidden
in the energy-dependence of the diffraction spot intensities,
the so-called LEED I-V, or I(E), curves. Computer programs and
the computer power to analyze these data became available in
the 1970’s. With the ever growing speed of modern computers
LEED-IV structure determination has been applied to increasingly
complex surface structures. To date LEED is the most precise
and versatile technique for surface crystallography.
For further information about the history, experimental setup,
and theoretical approaches of LEED refer to the books by Pendry,
[Pend74], Van Hove and Tong [Vanh79], Van Hove, Weinberg
and Chan [Vanh86], and Clarke [Clar85]. The present article
makes extensive use of these works.
2 BASIC PRINCIPLES
The basic principle of a standard LEED experiment is very simple:
a collimated mono-energetic beam of electrons is directed
towards a single crystal surface and the diffraction pattern of
the elastically back-scattered electrons is recorded using a
position-sensitive detector. For electrons, like for all wave-like
objects, the angular intensity distribution due to the interference
of partial waves back-scattered from a periodic array is
described by Bragg’s law or, more conveniently, by a set of
Laue equations, one for each dimension of periodicity, which
predict a regular pattern of diffraction spots.
2.1 SURFACE PERIODICITY AND RECIPROCAL LATTICE
Because of the short penetration depth of low-energy electrons
the diffraction process is determined by a small number
of atomic layers at the crystal surface. The electrons do not
probe the full crystal periodicity perpendicular to the surface.
Therefore, the array of relevant scatterers is only periodic in
two dimensions. The surface lattice can be described by a pair
of lattice vectors a 1 and a 2, which are parallel to the surface
plane, and the surface unit cell, i.e. the contents of the parallelogram
spanned by a 1 and a 2. The surface consists of identical
copies of the unit cell at every point
R = m 1 a 1 + m 2 a 2
with integer numbers m 1 and m 2. The left hand side of Figure
1 illustrates common square, rectangular and hexagonal surfaces
and the lattice vectors defi ning their unit cells.
The two-dimensional Laue equations are based on reciprocal
lattice vectors within the surface plane which are defi ned by
(3)
UNTERRICHT
the real space lattice vectors through a set of four simultaneous
equations:
b 2
a 1 ∙ a* 1 = 2p a 2 ∙ a* 2 = 2p (4a)
a 1 ∙ a* 2 = 0 a 2 ∙ a* 1 = 0 (4b)
a 2
a 2
b 1
a 2
a 1
a 1
a 1
Figure 1 (left from top to bottom) arrangement of atoms in the {100} (square)
{110} (rectangular) and {111} (hexagonal) surfaces of a simple face centered
cubic crystal lattice and a p(2x1) superstructure on a square surface;
the diagrams include lattice vectors defining the surface unit cell and the
corresponding reciprocal lattices (right).
In order for the scalar products in (4a) to be dimensionless, the
reciprocal lattice vectors must have units of inverse length, nm -1 .
As a consequence of (4b) a* 2 and a* 1 must be perpendicular
to a 1 and a 2, respectively, which means that a rectangular realspace
lattice will also have a rectangular reciprocal lattice. For
non-rectangular lattices the angles are different in real space
and reciprocal space. The right-hand column of Figure 1 shows
the corresponding reciprocal lattices for each of the surfaces on
the left. The reciprocal lattice vectors defi ne the positions of the
diffraction maxima through the Laue equation (5).
a * 2
k ||,out (n 1,n 2) = k ||,in + n 1 a* 1 + n 2 a* 2
k ||,out is the component of the wave vector of the diffracted
electrons, which is parallel to the surface plane (by conven-
a * 1
a * 2
a * 2
b * 2
b * 1
a * 1
a * 1
(5)
125

UNTERRICHT
tion, this is the xy-plane). k ||,in is the parallel component of the
wave vector of the incoming electron beam. Note that the Laue
equation (5) defi nes a two-dimensional vector, hence it actually
comprises two equations, one for each component. Each
diffraction spot corresponds to the sum of integer multiples of
a* 1 and a* 2. The integer numbers (n 1, n 2) are used as indices
to label the spots.
Energy conservation demands that the length of the k-vector
is the same, (2m eE kin/h 2 ) ½ , for both the incoming and the elastically
scattered electron wave. This defi nes the vertical or zcomponent,
k z,out, of the back-diffracted electrons in the (n 1,n 2)
spot:
126
k z,out (n 1,n 2)= [2m eE kin/h 2 – |k ||,out (n 1,n 2)| 2 ] ½ (6)
Note that, unlike for X-ray diffraction, there is no Laue-condition
for the z-component of k out. The only condition for diffraction
into a spot (n 1,n 2) is that k z,out has a real value, i.e. the argument
of the square root ( [ ] ½ ) on the right hand side of equation (6)
must not be less than zero. This condition is synonymous with
the obvious fact that the length of the parallel component of
k cannot be greater than the length of the entire vector, but it
also limits the number of observable LEED spots. The number
of observable spots increases with increasing electron energy
while the polar emission angle with respect to the specular
spot (0,0) decreases for each spot. This is illustrated in Figure
2 for normal incidence (k ||,in = 0); in this case k ||,out (n 1,n 2) =
n 1 a* 1 + n 2 a* 2 is constant for a given pair of spot indices and
only k z,out is affected by changes in the kinetic energy.
k ||
k z
Only the specular spot does not change its position as a function
of energy if the angle of incidence is kept constant.
2.2 SUPERSTRUCTURES
k 1 k2
1 > 2
Superstructures formed by adsorbates or rearrangements of
the surface atoms can lead to a periodicity of the surface lattice
greater than that of the bulk-truncated single crystal. In
these cases, the lattice vectors for the superstructure, b 1 and
b 2, can always be related to the lattice vectors of the bulk-truncated
surface, a 1 and a 2, through
b1 = m11 a1 + m12 a2 b2 = m21 a1 + m22 a2 E 1

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
2.4 SPOT PROFILES
While the spot positions and intensities carry information
about the size and the local geometry within the surface unit
cell, the spot profi le, i.e. the shape and width of a diffraction
spot, is determined by the long range relative arrangement the
unit cells at the surface. Vertical displacements of the surface
unit cells (e.g. steps, facets) lead to split spots and changes of
the spot profi le as a function of electron energy. If all surface
unit cells are in the same plane (over a length of at least 10nm,
which is a typical coherence width of LEED instruments), the
spot profi le does not change with energy.
A periodic arrangement of equal steps at the surface causes
spot splitting at energies, which lead to destructive interference
between electrons refl ected from adjacent terraces (“outof-phase
condition”). By measuring these energies the step
height can be determined directly. For a more random arrangement
of steps the analysis of energy dependent changes in
the spot profi les allows in many cases the determination of the
mean step height and a characterization of the step distribution
[Henz77,Woll98]. Facets lead to extra spots which move in
k || upon changes of the kinetic energy.
SmallIslands
LargeIslands
TerracedSurface
inphase
outofphase
Figure 3: Effect of island size on the spot profile (top) and spot splitting
induced by regular steps (bottom); in phase: constructive interference between
electrons reflected from adjacent terraces; out of phase: destructive
interference. (According to [Henz91]).
Point defects, static disorder, and thermally induced displacements
lead to an increase of the background intensity between
the spots. Depending on the correlation between the scatterers,
the background is either homogeneous (no correlation)
or structured (correlation). If the coherently ordered surface
areas (islands, domains) are small (< 10nm) and at the same
vertical height, the width of these areas, Δw, is inversely proportional
to the width of the LEED spots, |Δk || |:
|Δk || | = 2π / Δw (10)
This relation holds for each direction parallel to the surface independently.
It is particularly useful for determining the size of
k ||
k
UNTERRICHT
adsorbate islands which lead to extra superstructure spots. A
good introduction (in German) into spot profi le analysis is given
in the book by Henzler and Göpel [Henz91].
3 EXPERIMENT
The standard modern LEED system is of the “rear view” type ,
which is schematically depicted in Figure 4. The incident electron
beam, accelerated by the potential V 0, is emitted from the
electron gun behind a transparent hemispherical fl uorescent
screen and hits the sample through a hole in the screen. Typically,
the electron beam has a current of around 1 μA and a
diameter of 0.5 to 1 mm. The surface is in the centre of the
hemisphere so that all back-diffracted electrons travel towards
the LEED screen on radial trajectories.
Grid4
Grid3(suppressor)
Grid2(suppressor)
Grid1
ElectronGun
V 0
+56kV
Screen
e beam
Sample
Figure 4: Schematic diagram of a typical LEED instrument.
(V 0 V)
Before the electrons hit the screen they have to pass a retarding
fi eld energy analyzer (RFA). It consists of four (sometimes
three) hemispherical grids concentric with the screen, each
containing a central hole, through which the electron gun is inserted.
The fi rst grid (nearest to the sample) is connected to
earth ground as is the sample, in order to provide a fi eld-free
region between the sample and this grid. A negative potential
–(V 0-ΔV) is applied to the second and third grid, the so-called
suppressor grids. These repel all electrons that have undergone
non-elastic scattering processes and have lost more than eΔV
(typically around 5eV) of their original kinetic energy. Thus, only
elastically scattered electrons and those with small energy losses
can pass through to the fl uorescent screen. The fourth grid
is usually on ground potential in order to reduce fi eld penetration
of the screen voltage to the suppressor grids. The screen
is at a potential of the order of 5-6 kV; it provides the electrons
with enough energy to make the diffraction pattern visible on
the fl uorescent screen. The pattern can be observed through a
view-port from behind the transparent screen. Only the electron
gun assembly (diameter < 15 mm) limits the view slightly.
MCP-LEED systems with position sensitive “micro channel
plate” (MCP) electron multipliers between the RFA grids and
127

UNTERRICHT
the fl uorescent screen have become commercially available in
recent years for applications that require low incident beam
currents, either to avoid beam damage (e.g. organic molecules)
or charging of insulating samples (e.g. oxides). These systems
can be operated with electron currents as low as 1 nA. Typical
LEED systems have diameters of around 140 mm.
The LEED pattern is recorded using a video camera with suitable
image processing software. As with all methods that use
electrons as probes, vacuum conditions are required because
electrons cannot penetrate a gas atmosphere at normal pressures.
In general, however, the vacuum conditions required to
avoid contamination of clean surfaces are more rigorous (typically
< 10 -9 mbar) than those imposed by the use of electrons
(typically < 10 -6 mbar).
4 APPLICATIONS
In this section we will discuss a small selection of typical applications
of LEED in order to illustrate the different levels
at which this technique yields information about surface geometries.
4.1 LEED PATTERN: CO ON NI{111}
The adsorption of carbon monoxide on the {111} surface of
nickel is a good example how LEED diffraction patterns can
be used for a simple characterization of adsorbate structures.
With increasing coverage of CO adsorbed on Ni{111} four different
LEED patterns are observed between about 0.30 and
0.62ML (1 ML corresponds to 1 molecule per substrate surface
atom):
• a diffuse [2 1; -1 1] or p(√3 x √3) R30° pattern between 0.3
and 0.4 ML,
• a sharp [2 0; 1 2] or c(2 x 4) pattern for coverage around
0.5 ML,
• a sharp [3 1; -1 2] or p(√7 x √7) R19° pattern between 0.56
and 0.60 ML,
• a more complicated [3 2; -1 2] pattern at the maximum coverage
of 0.62 ML, which is described as “c(2√3 x 4)rect” in
non-standard Wood notation.
Images of the fi rst three patterns are depicted in Figure 5 together
with the corresponding real-space unit cells (red arrows
and dashed lines). The middle part of the Figure also shows
the complete (2x4) unit cell (in black). Note that the “c” in the
Wood notation c(2 x 4) means that the center and the corners
of the (2x4) unit cell are lattice points. Therefore the primitive
unit cell is only half the size, as indicated by the red arrows.
The matrix notation always refers to the primitive unit cell. The
yellow arrows in the LEED patterns (left) indicate the reciprocal
lattice vectors corresponding to the unit cells marked in red.
For the c(2 x 4) and p(√7 x √7) R19° structures it is not possible
to reach all diffraction spots by adding integer multiples
of these two vectors. This is because the observed pattern is
a superposition of LEED patterns arising from different parts
128
=0.33ML:p(3x3)R30°
=0.50ML:c(2x4)
=0.57ML:p(7x7)R19°
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
21
M=
11
M=
20
12
31
M=
12
Figure 5: Experimental LEED patterns formed by CO adsorbed on Ni{111}
(left) and corresponding real-space unit cells (right): p(√3 x √3) R30° (top,
E kin = 98eV) c(2 x 4) (middle, E kin = 129eV) and p(√7 x √7) R19° (bottom,
E kin = 117eV). Note that the real space diagrams are rotated by about 30°
with respect to the crystal orientation of the experiment; the dark structure
extending from the top left to the middle of the LEED patterns is the shadow
of the electron gun [Held98].
of the surface, where the ordered arrangements of molecules
are the same in principle but may have different orientations.
Such rotation or mirror domains are usually observed if the
superstructure has lower symmetry than the underlying substrate
alone. Any symmetry operation of the substrate surface
(rotation or mirror) that is not shared with the superstructure
will therefore convert the superstructure unit cell into a unit
cell that is equivalent but has a different orientation. This new
unit cell has a different reciprocal lattice with a new set of diffraction
spots. All orientation domains are equivalent and will,
therefore, cover equal areas of the surface. In the case of the
c(2 x 4) superstructure, which has a rectangular unit cell, the
missing symmetry is the three-fold rotation of the hexagonal
substrate surface; therefore there are two additional rotational
a 2
a 2
a 2
a 1
a 1
a 1

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
domains, indicated in green, each of which gives rise to a separate
set of diffraction spots. The p(√7 x √7) R19° superstructure
has a three-fold rotation symmetry but does not share the
mirror symmetry plane with the substrate (dashed line) this
leads to an extra mirror domain, again indicated in green, with
a set of extra diffraction spots.
If the adsorbate coverage is known from other methods, as
in the present example, it is straight forward to work out the
number of molecules per unit cell: there is one molecule in the
p(√3 x √3) R30° unit cell (coverage 1/3), two in the c(2 x 4)
(coverage 2/4) and four molecules in the p(√7 x √7) R19° unit
cell (coverage 4/7).
The diffraction spots of the p(√3 x √3) R30° pattern are signifi
cantly broader than those of the other structures. This indicates
that the ordered domains are considerably smaller than
the coherence or transfer width of the LEED system. The radial
spot width is about 1/5 of the length of the reciprocal lattice
vectors, therefore the corresponding width of the domains is
on average about fi ve unit cells or 2 nm.
4.2 SPOT PROFILES
Figure 6 shows an example of energy-dependent changes in
the spot profi les of terraced surfaces [Woll98]. The data were
collected from a vicinal Pd{100} surface, which is tilted by 1.1°
with respect to the (100) plane. This leads to terraces with
(100) orientation, like in at the top of Figure 1, separated by
steps parallel to the [011] direction (vector a 1 in the top diagram
of Figure 1). The scan direction for the spot profi les is perpendicular
to the step edges, i.e. along a 2 in real space or a 2*
in reciprocal space, respectively. The abscissa units of Figure 6
are percent fractions of |a 2*|. The parameter S is a dimensionless
quantity, which is proportional to k z,out (n 1,n 2) and, hence,
depends on the electron energy through Equation (6). S describes
the phase difference between electron waves emerging
from different terraces in a convenient way: an integer value of
S indicates the in-phase condition or constructive interference
for all terraces, whereas an integer value plus 0.5 corresponds
to maximum destructive interference (out-of-phase condition)
between terraces separated by mono-atomic steps.
The spot profi le changes very dramatically from a single sharp
peak at the expected spot position (0) for S=4.0 to a double
peak with a minimum at the actual spot position for S=3.5. The
separation between the two peaks is 2.8% of |a 2*|, therefore
the average terrace width in this direction is (0.028) -1 ∙ |a 2| =
36 |a 2| or 9.8 nm, which is the value expected for a tilt angle
of 1.1°. (Note that the factor 2p in Equation (10) is not needed
when |Δk || | and Δw are expressed as multiples of real and
reciprocal lattice vectors.) By fi tting the peak shape additional
information about the width distribution and roughness of the
surface can be obtained, which is described in detail by Wollschläger
et al. in [Woll98].
Obviously, this kind of information can also be obtained by
scanning probe microscopy (STM, AFM) with less sophisticated
data analysis. The advantage of LEED spot profi le analysis is
that the data acquisition is fast and can easily be performed
UNTERRICHT
while the surface undergoes structural changes (e.g. varying
temperature, during adsorption). LEED also provides an average
over much larger surface areas (typically 1mm 2 ) than microscopic
techniques can normally image simultaneously.
Figure 6: Profiles of the (0,0) spot from a terraced (vicinal) Pd{100} surface
recorded perpendicular to the step edges. The abscissa units are percent
fractions of |a 2*|. Reprinted from Surface Science, 396, Wollschläger et al.,
“Diffraction spot profile analysis for vicinal surfaces with long-range order”,
94, Copyright (1998), with permission from Elsevier.
4.3 LEED-IV STRUCTURE DETERMINATION
As discussed in Section 2.3, the three-dimensional arrangement
of atoms within the unit cell is responsible for the spotintensity
variations as a function of electron energy, the LEED-
IV curves. Modern electron scattering programs reproduce all
features observed in LEED-IV curves, however, the dominance
of multiple scattering in electron diffraction does normally not
permit determining the surface geometry directly from a set of
experimental IV curves. Instead, LEED-IV structure determination
works on the principle of “trial and error”. Theoretical IV
curves are calculated for a large number of model geometries
and compared with the corresponding experimental curves.
The agreement is quantifi ed by the means of a reliability factor
or R-factor. There are several ways of defi ning such R-factors
[Vanh86] with Pendry’s R-factor, R P, being the most common
one [Pend80]. By convention, R P is 0 when the agreement is
perfect and 1 for uncorrelated sets of IV curves. Usually, automated
search procedures are used, which modify the model geometries
until an R-factor minimum is found. The geometry with
the lowest R-factor is the result of the structure determination.
129

UNTERRICHT
Figure 7: LEED-IV curves (70 to 270eV) and resulting surface geometry of the
c(2x4) superstructure of CO on Ni{111} [Brau05a].
The level of precision in the resulting crystallographic data
depends on the lowest R-factor achieved and the total energy
range of overlapping experimental and theoretical IV curves.
The energy overlap is typically between 1000 and 3000eV, depending
on the number of observable spots. Typically, R P values
of around 0.1 can be expected for clean close packed metal
surfaces, for more complex metal and semiconductor surfaces
and adsorption structures of simple molecules one can reach
R P-factors of around 0.15 to 0.25, and 0.25 to 0.35 for more
complex molecular superstructures. The main reason for the
gradually worse agreement between theoretical and experimental
IV curves as the surface structures become more complex
lies in the approximations in conventional LEED theory,
which treat the atoms as perfect spheres with constant scattering
potential in between (“muffi n-tin potential”). This description
is somewhat inaccurate for the scattering potential of more
open surfaces and organic molecules. As a consequence, a
precision of 1-2pm can be achieved for atoms in close packed
metal surfaces, whereas the positions of atoms within organic
molecules are typically determined within ±10-20pm. The coordinates
perpendicular to the surface are usually more precise
that those parallel to the surface plane, because the main scattering
direction is perpendicular to the surface.
Examples of experimental and best-fi t theoretical IV curves for
one of the previous examples, the c(2 x 4) structure of CO on
Ni{111}, are shown at the top of Figure 7 [Brau05a]. The graph
also lists the individual R-factors for each pair of theoretical
130
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
and experimental IV-curves. The geometry with the lowest average
R-factor, 0.172 (average weighted with the energy range of
each individual IV curve), is shown at the bottom of Figure 7.
The unit cell contains two CO molecules adsorbed on two different
three-fold hollow sites. The coordinates of the molecules
and the fi rst two layers of Ni atoms were determined within the
structure analysis. The precision for the coordinates of the Ni
atoms is between 3pm (z) and 9pm (x,y). Carbon and oxygen
atoms are weak scatterers, therefore, their contribution to the
intensity variations in the IV curves is smaller than that of the
Ni atoms and consequently their coordinates are less precise,
between 4pm (z) and 20pm (x,y).
Owing to the vast increase in available computer power, close
to thousand surface structures have been determined in the
last three decades, the majority of which were clean metal
and semiconductor surfaces and adsorbate structures of atoms
and small molecules. Two review articles by Heinz et al.
[Hein94] and Over [Over98] provide good overviews and discussions
of LEED structure determinations of clean and adsorbate-covered
surfaces and further references. The “NIST
Surface Structure Data Base” compiled by Watson et al. contains
a complete list of all structures up to 2002 [SSD_02].
More recently, the capabilities of LEED-IV structure determination
have been signifi cantly extended to solve more complex surface
structures, such as those of quasi-crystals [Ferr04], graphene
overlayers [Mori10] and adsorption structures of important
organic molecules such as benzene [Held01] and C 60 [Li_09].
4.4 LEED-IV ON DISORDERED LAYERS
Usually, LEED-IV structure determination of adsorbed atoms
or molecules requires single crystal surfaces with long-range
ordered adsorbate layers. Structural information for adsorbatecovered
surfaces without long-range order can be obtained,
however, in a similar way, when the energy dependence of
the diffusely scattered intensity is analyzed (Diffuse LEED
[Hein91,Hein92]) or from the IV curves of integer-order spots,
which are still observed even if the adsorbate layer is not ordered
[Poon04,Brau05b]. In both cases, however, the data
analysis must assume that the local adsorption geometry is the
same for all adsorbates. The main problem in both approaches
is the amount of data (energy overlap) available for the analysis.
This problem can be solved by recording data for different
angles of incidence. If the difference in incidence angles is suffi
cient, each angle will provide an independent set of IV curves,
which can greatly improve the reliability and precision of the
structure determination [Held95].
5 CONCLUSIONS AND PERSPECTIVES
LEED is the most accurate and powerful experimental technique
for surface crystallography at a level of precision that
enables the chemical characterization of inter-atomic bonds.
Often scanning probe microscopy (e.g. scanning tunneling microscopy,
STM, atomic force microscopy, AFM) is seen as an alternative
because it yields direct real-space images of surface

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
structures at the atomic level but the two techniques are really
almost complementary. Scanning probe microscopy allows fast
data acquisition and interpretation and the study of individual
features, regardless of the degree of order, but it cannot deliver
direct structural information about the three-dimensional arrangement
of atoms at the pm level, in particular not for atoms
below the outer-most surface layer. LEED can deliver precise
crystallographic data but is restricted to relatively well-ordered
surface structures. The results always refl ect the properties
of a large ensemble of surface unit cells. Photoelectron diffraction
(PhD) [Wood07] and surface X-ray diffraction (SXRD)
[Feid89] are related surface sensitive electron and X-ray diffraction
methods, which deliver crystallographic information at
a similar level of accuracy. PhD is element specifi c and does
not require long-range order; SXRD also works under high-pressure
conditions where electrons cannot be used. These methods,
however, require synchrotron radiation and are therefore
not as readily available as LEED systems, which are part of the
standard equipment of most surface science laboratories.
In the previous sections we have highlighted only a small fraction
of the research that can be carried out by LEED with an
emphasis on simplicity in order to explain the basics of the
technique. A number of recent innovations have opened up the
technique to a variety of technically important surface and interface
systems with relevance to biology and nano-electronics.
Much of recent developments in LEED-IV structure determination
were directed towards improving the model calculations
involved in the data analysis. This includes approximations
that replace parts of the full quantum mechanical scattering
calculations and thus speed up the optimization process
(e.g. “Tensor LEED” [Rous93], “molecular T matrix approach”
[Blan05]), “direct methods” aiming at a direct conversion of
IV curves into a three-dimensional structure [Seub00], and
better mathematical descriptions of scattering potentials and
thermal vibrations of semiconductors and organic molecules.
To date, computer power is only a limiting factor for very large
unit cells with many (> 20) geometrical parameters to be optimized.
The determination of a medium size structure can be
performed on a modern personal computer within a matter of
hours or a few days. Often the lack of enough experimental
data for comparison with model calculations is a more severe
limitation for the analysis of more complex surface structures
with large unit cells. This limitation can be overcome by recording
IV curves at different angles of incidence, each creating
an additional set of data [Held95]. The sum of these improvements
enables the accurate characterization of structures at
the interfaces between inorganic substrates and large organic
molecules as they are found in biological interfaces or organic
electronic devices, and thus open exciting new applications for
surface and interface crystallography by LEED.
Another exciting perspective is offered by the low-energy electron
microscope (LEEM), a combination of imaging electron
microscope and LEED. This microscopic technique has been
developed by Bauer and Telieps already in the 1960’s and 70’s
[Baue94,Baue98] but has become widely available only in the
last decade or so. The combination of imaging and diffraction
allows characterizing surface areas of the size of μm to nm.
UNTERRICHT
One application, often referred to as “micro-LEED”, is the collection
of LEED-IV data from an area of a few μm in diameter
or less. This way, surface structures of single domains on single
crystal surfaces [Figu06], artifi cial nanostructures of semiconductor
devices, or crystallites of polycrystalline material
[Corn10] can be determined, which enables surface structure
determination for completely new classes of materials with a
wide range of applications.
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131

ASPEKTE
Ulrich Schindewolf*
In den vorausgegangenen Aufsätzen 1, 2 k amen wir zu dem
Schluss, dass unsere Energieprobleme − die Erschöpfung
unse rer fossilen Ressourcen, der beschworene Klimawandel
durch Kohlendioxidemission, die vermeintliche Gefahr der
Kernener gie, die Launenhaftigkeit der erneuerbaren Energien
− gelöst werden könnten, wenn es uns gelingen würde, das
Sonnenfeuer auf der Erde zum Glimmen zu bringen, d.h. die
Kernfusion zur Energiegewinnung auszunutzen.
Die Energie der Sonne wird im Sonnenkern durch Verschmelzen
von Wasserstoff ( 1 H) zu Helium ( 4 He) produziert. Allein im
innersten Kern, der ein Volumen von nur 0,1 % des Gesamtsonnenvolumens
(1,4•10 27 m 3 ) und eine Masse von 10 % der
Gesamtsonnenmasse (2,0•10 30 kg) hat, wird bei einer Wasserstoffdichte
von 150 g/cm 3 und einer Temperatur um 15 Mio. K
die Hälfte der Gesamtsonnenenergie erbracht. 3
B( MeV )
Die bei der Verschmelzung frei werdende Energie folgt aus
der Bindungsenergie der Nukleonen (Protonen und Neutronen),
die in Abb. 1 dargestellt ist. Die durchschnittliche
Nukleonenbin dungsenergie B hat bei dem Atomkern der Massenzahl
A = 56, das ist das Eisenisotop 56 Fe, einen Maximalwert
von etwa 8,6 MeV. Die Nukleonen sind im Eisenkern am
festesten gebunden, Eisen ist also das stabilste Element 4 , in
das durch Fusion alle leichteren und durch Kernspaltung alle
schwereren Elemente übergehen sollten, wie in Abb. 1 durch
Pfeile angedeutet. Das Universum ist zwar weit von diesem
Gleichgewichtszustand entfernt, aber Eisen hat, abgesehen
von ein paar der leichtesten Elemente (H, He, C, O, Ne, Mg),
bei weitem die höchste kosmi sche Häufi gkeit.
132
9
8
7
6
5
4
3
2
1
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
KERNFUSION –
DIE ENERGIEQUELLE DER ZUKUNFT? **
4 He 8 B
16O 12C Eisen
Uran
Kernfusion ====>

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
wodurch wir das Handwerkszeug für die sich anschließende
Behandlung der menschgemachten Kernfusion erhalten. In
Tab. 1 sind die relevanten physikalischen Daten der Sonne
zusammengefasst, die sich allerdings von Autor zu Autor ein
wenig unterscheiden.
Sonnenmasse 2•1030 kg
1H-Anteil 91,0 Atom %
1H-Atommasse 1,008145 g/Mol
4He-Anteil 8,9 Atom %
4He-Atommasse 4,003874 g/Mol
Energieproduktion 4•10 26 J/s
Mittlere Dichte 1,4 g/cm³
Maximale Dichte 150 g/cm³
Maximaler Druck 220 Mrd. bar
Maximale Temperatur 15,3 Mio. K entspr. 1319 eV
Alter 4,5 Mrd. a
Tab. 1: Physikalische Konstanten der Sonne (die Atommassen sind bezogen
auf die von 16 O = 16,0000 g/Mol). Die Maximalwerte entsprechen ungefähr
den Bedingungen im Sonnenkern
Mechanismus der Fusionsreaktionen
R. E. Atkinson und F. Houtermans 6 wiesen in ihrer 1929 erschienenen
Arbeit „Zur Frage der Aufbaumöglichkeit der Elemente
in Sternen“ als erste daraufhin, dass die Energieerzeugung
der Sterne auf Fusionsreaktionen der Kerne der leichten
Elemente bei Sterntemperaturen von vielen Mio. K beruhen.
Bei der hohen Temperatur sind die Atome vollständig ionisiert,
es liegt ein Plasma mit positiv geladenen Atomkernen und entsprechender
Anzahl von Elektronen vor. Die wesentlichen Reaktionsketten,
durch die die Sonnenenergie produziert wird,
werden eingeleitet durch die pp-Reaktion (H. A. Bethe und C. L.
Critchfi eld, 1938), in der aus zwei Protonen unter Freisetzung
eines Positrons e + und eines Neutrinos n ein Deuteron (schwerer
Wasserstoffkern) gebildet wird. Das Positron wird durch ein Elektron
aus dem Plasma unter Emission von 2 g-Quanten annihiliert.
Das Deuteron wird durch eine weitere p-Reaktion unter Freisetzung
eines γ-Quants in einen 3 He ++ -Kern umgewandelt. Zwei dieser
leichten He-Kerne bilden unter Emission von zwei Protonen
schließlich das Endprodukt, einen normalen Heliumkern 4 He ++ :
1 H + + 1 H + → 2 H + + e + + n 0,42 MeV (1)
e + + e – → 2 g 1,02 MeV (2)
1 H + + 2 H + → 3 He ++ + g 5,49 MeV (3)
3 He ++ + 3 He ++ → 4 He ++ + 2 1 H + 12,86 MeV (4)
Unter Berücksichtigung, dass die Reaktionen (1) bis (3) je zweimal
ablaufen müssen, damit die beiden 3 He ++ Kerne in Reaktion
(4) zur Verfügung stehen, folgt als Summenreaktion
4 1 H + + 2 e – → 4 He ++ + 2n + 6 g 26,72 MeV (5)
Etwa 84 % der in der Sonne produzierten Energie entstammen
dieser sog. ppI-Kette. Die ppII-Kette, über die etwa 15 % der
ASPEKTE
Energie erzeugt werden, und die ppIII-Kette, die nur einen minimalen
Energiebeitrag leistet, bauen auf den Reaktionen (1)
bis (3) auf und führen dann über 7 Be und 7 Li bzw. über 7 Be, 8 B
und 8 Be zu Helium.
In einer weiteren Wasserstoff-Fusionskette (C. F. v. Weizsäcker,
1938, H. A. Bethe, 1939) wirkt ein 12 C-Kern als „Katalysator“,
der nach vier Reaktionsschritten mit Protonen und zweimaliger
Positronenemission über 13 N, 13 C, 14 N, 15 O und 15 N einen
He-Kern aufbaut und dabei wieder zurückgebildet wird; in einfacher
Schreibweise (p Proton, ß + Positronzerfall mit Neutrinoemission):
12 C(p, g) 13 N( ß + ) 13 C(p, g) 14 N(p, g) 15 O( ß + ) 15 N(p, 4 He) 12 C (6)
Diese als CNO-Zyklus bezeichnete Reaktionskette liefert etwa
1 % der Sonnenenergie, sie ist aber auf Wasserstoffsternen
höherer Temperatur die Hauptenergiequelle.
Die vier verschiedenen Reaktionsketten führen letztlich alle
zur gleichen Bruttoreaktion, die durch Gl. (5) beschrieben
wird, wobei allerdings die Anzahl der emittierten Neutrinos
und γ-Quanten variiert. Die Reaktionsenergie ist natürlich für
alle gleich groß, nämlich 26,72 MeV. Da aber die Neutrinos,
die einen mehr oder weniger großen Anteil der Reaktionsenergie
tragen, die Sonne wechselwirkungsfrei verlassen 7 , ist die
Effektivenergie der verschiedenen Reaktionszyklen doch unterschiedlich:
26,2; 25,7; 19,2 und 26,7 MeV für die drei pp-
Zyklen und den CNO-Zyklus.
Kinetik der Fusionsreaktion
In einer Kette mehrerer hintereinander geschalteter Reaktionen
ist die langsamste geschwindigkeitsbestimmend. Grundsätzlich
gilt:
1) Reaktionen, die den schwachen Wechselwirkungen unterliegen
(Emission von Neutrinos), z.B. Reaktion (1), sind extrem
langsam;
6 Z. Phys. 54, 656 (1929). – Fritz Houtermans (1903 - 1966), Sohn eines
wohlhabenden Bankiers, Schüler von J. Franck in Göttingen und G. Hertz
in Berlin, fl üchtete 1933 wegen seiner Zugehörigkeit zur kommunistischen
Partei aus Deutschland nach England, zwei Jahre später zog es ihn in die
Sowjetunion, wo er 1937 bei einer stalinistischen Säuberungsaktion inhaftiert
wurde. Aufgrund des Nichtangriffspaktes zwischen Deutschland
und der Sowjetunion wurde er von dem sowjetischen Geheimdienst GPU
an die Gestapo ausgeliefert und von dieser wiederum inhaftiert. M. v. Laue
konnte dann jedoch seine Freilassung erwirken und ihm eine Arbeitsmöglichkeit
in dem privaten Forschungsinstitut von M. v. Ardenne verschaffen.
wo er noch vor der Entdeckung des Transuranelementes Plutoniums durch
G. T. Seaborg auf die Bedeutung der Transurane für die Energiegewinnung
durch Kernspalt-Kettenreaktionen hinwies. Von 1952 bis zu seinem Tod
1966 hatte Houtermans eine Professur am Physikalischen Institut der
Universität Bern, Schweiz, inne und verschaffte dem Institut als Direktor
internationales Ansehen.
7
Für den Energieverlust heißer Sterne durch Neutrinos hat Gamow den
Ausdruck Urca-Prozess geprägt, angeregt durch seine Erfahrungen in dem
brasilianischen Spielcasino Urca, wo das Einsatzgeld ebenso unkontrollierbar
verschwindet wie die Neutrinoenergie.
133

ASPEKTE
2) Reaktionen mit elektromagnetischen Wechselwirkungen
(Emission von g-Quanten), z.B. Reaktion (3), sind unter
sonst gleichen Bedingungen um viele Zehnerpotenzen
schneller;
3) Reaktionen, die den starken Wechselwirkungen unterliegen
(Reaktionen ohne Neutrinos und ohne γ-Quanten), z.B.
Reak tion (4), sind extrem schnell.
In den pp-Zyklen, durch die die Sonnenenergie produziert wird,
ist also Reaktion (1) geschwindigkeitsbestimmend. Sie wird
ausgelöst durch den Zusammenstoß zweier Protonen. Ihre
Geschwindigkeit folgt dem kinetischen Zeitgesetz einer bimolekularen
Reaktion, das wir mit den Ansätzen der kinetischen
Gastheorie durch die Stoßzahl und durch den Arrhenius-Term
mit der Aktivierungsenergie E a beschreiben:
134
v = {½ s u r (N / V) 2 } exp(-E a/ kT) (7)
Der erste eingeklammerte Ausdruck ist die Stoßzahl Z pro Volumen-
und Zeiteinheit, also hier Anzahl der Stöße zwischen je
zwei Protonen mit dem Stoßquerschnitt s, der mittleren Relativgeschwindigkeit
der Protonen u r und der Protonendichte
N/V (s = p d 2 ; d Protonendurchmesser = 2,6•10 -15 m; u r =
(8 R T / (p m)) 1/2 = 8•10 5 m/s; N/V = 9•10 31 /m 3 . R Gas-Konstante,
m reduzierte Protonenmasse = (m 1*m 2)/(m 1+m 2) = 0,5
g/Mol. Den Rechnungen liegen die Maximalwerte der Temperatur
T und der Dichte N/V aus Tab. 1 zugrunde).
Unter den gegebenen Bedingungen ist Z ≈ 7•10 40 /(m 3 s). Damit
der Zusammenstoß wirklich zur Reaktion führt, müssen die
Protonen nach dem klassischen Ansatz den Aktivierungsberg
E a, hier den Coulomb-Abstoßungswall der Höhe E c überwinden
(Abb. 2):
E c = e 2 / (4p e o d ) (8)
(Elementarladung e = 1,6•10 -19 As, Infl uenzkonstante e 0 =
8,85•10 -12 A s/(V m), d = Berührungsabstand = Protonendurchmesser).
Die Höhe des Coulomb-Walls ist 8,8•10 –14 VAs oder umgerechnet
0,55 MeV. Damit hat der Arrheniusfaktor selbst bei der
maximalen Sonnentemperatur (Tab. 1) einen Wert um 10 –184 .
Zusammen mit der oben angegebenen Stoßzahl wäre die Fusionsrate
in der Größe von 10 -143 /(m 3 s). Die Sonne wäre ein
kalter Stern. Die tatsächliche Fusionsrate im innersten Sonnenkern
ist in der Größe von 3•10 13 /(m 3 s), wie aus den eingangs
gemachten Angaben über das Volumen und die Energieproduktion
des innersten Sonnenkerns und die Energie je
Fusionsereignis folgt.
Im klassischen Bild kann ein Proton gegen den Potentialwall
eines anderen Protons nur bis zum Umkehrpunkt hoch laufen,
in dem seine kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt
ist. Dann läuft es den Potentialwall wieder runter. Der
Tunneleffekt, den Gamow mit Erfolg für die Erklärung der Geschwindigkeit
des a-Zerfalls angewandt hat, erlaubt dem Proton
jedoch, im Umkehrpunkt den Potentialwall eines anderen Protons
zu durchdringen und dadurch mit diesem zu fusionieren.
Coulomb Potentielle Energie (MeV)
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
Ec = 0,55 MeV
bei r = d = 2,6 fm
Protonen E kin = 0,2 MeV
r = d + = 7,15 fm
0,0 0 5 10 15 20 25 30
p-p-Schwerpunktsabstand r (fm)
Abb. 2. Coulomb-Abstossungspotential E(r) zweier Protonen bei der Annäherung
bis zur Berührung (r = d = 2,6 fm (fm = 10 -15 m)). – Protonen mit Energie
E kin < E c können den verbleibenden Potentialwall E c - E kin der Dicke δ durchtunneln;
prinzi piell könnte damit Reaktion (1) unter Abgabe der Reaktionsenergie
ablaufen (also die beiden Protonen in den (nicht maßstabsgetreu
eingezeichneten) Potentialtopf des Produktkerns fallen).
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teilchen der Masse m und
der kinetischen Energie E kin einen Potentialwall E(r) durchtunnelt,
ist gegeben durch den Ausdruck
DE = exp {-4 π /h ∫ d [2 m (E(r) – Ekin)] 1/2 d+σ
dr}
Das Integral ist in den Grenzen von r = d (Berührungsabstand)
bis r = d + d (Umkehrpunkt) zu bilden, wobei der Umkehrpunkt
von der kinetischen Energie abhängt (s. Abb. 2). Die Tunnelwahrscheinlichkeit
hängt von Breite und Höhe des Potentialwalls
und der Masse des tunnelnden Teilchens ab.
Wenn die kinetische Energie E kin sehr viel kleiner ist als die
Coulomb-Energie E(d) = E c bei Berührung der Teilchen (Gl. (8)),
kann Gl. (9) für die hier zu behandelnde pp-Reaktion angenähert
werden 5 durch
(9)
DE = exp {- p e 2
/ (ε0 h ur) (10)
Anstelle von E kin und m in Gl. (9) tritt in der Nährungsformel die
schon in Gl. (7) eingeführte mittlere Relativgeschwindigkeit der
Protonen auf, die deren reduzierte Masse enthält.
Die nach Gl. (10) berechnete Tunnelwahrscheinlichkeit der Protonen
ist in Abb. 3 (blauer Kurvenzug) gegen die Protonenenergie
aufgetragen: Bei 20 keV (d = 71,5 fm) ist die Tunnelwahrscheinlichkeit
etwa 0,7 %. Sie nimmt mit abnehmender Energie ab.
Um die Gesamtzahl der möglichen Tunnelereignisse zu bestimmen,
benötigen wir die Maxwell-Boltzmann-Energieverteilungsfunktion,
die den Anteil der Protonen mit der Energie zwischen
E und E + dE beschreibt:
dN E /(N dE) = 4 p [(2 p R T) –3/2 ] [2 1/ 2 E 1/2 exp {-E / (R T)] (11)
Die Verteilungsfunktion ist für die Sonnentemperatur 15 Mio. K
ebenfalls in Abb. 3 eingezeichnet (roter Kurvenzug); sie nimmt
nach Durchlaufen eines steilen Maximums um 1 keV mit zunehmender
Energie stark ab (die Energie der Protonen ist in
Elektronenvolt angegeben, deshalb haben die Zahlen werte der
Kurve die Dimension 1/V).

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
normierte Werte
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
MBV GP TW
3,7E-4
2,8E-27
7,0E-3
0,0
0 5 10 15 20
Protonenenrgie Protonenenergie (keV)
Abb. 3. Maxwell - Boltzmann - Energieverteilung (MBV, berechnet für 15 Mio .
K), Tunnelwahrscheinlichkeit (TW) und Gamow-Peak (GP), aufgetragen gegen
die Protonenenergie (normierte Darstellung). Die eingetragenen Ziffern geben
die Absolutwerte der Funktionen bei den jeweiligen Protonenenergien
an; TW dimensionslos; MBV 1/V; GP m³/(s V).
Es gibt also relativ viele Teilchen niedriger Energie, deren Tunnelwahrscheinlichkeit
äußerst gering ist, und umgekehrt gibt
es extrem wenige Teilchen hoher Energie, deren Tunnelwahrscheinlichkeit
relativ hoch ist.
Das Produkt der Tunnelwahrscheinlichkeit D E bei der Energie
E und der Verteilungsfunktion bei gleicher Energie dN E/(N dE)
gibt die Anzahl der fusionsfähigen Teilchen der Energie zwischen
E und E + dE relativ zur Gesamtzahl N aller Teilchen
an. Das Produkt hat irgendwo zwischen den Extremen niedriger
Energie, bei dem die Tunnelwahrscheinlichkeit gegen Null
geht, und hoher Energie, bei dem die Verteilungsfunktion gegen
Null strebt, ein Maximum.
Damit die Fusionsreaktion der fusionsfähigen Teilchen im
Energiebereich zwischen E und E + dE wirklich stattfi ndet,
müssen diese zusammenstoßen; wir müssen – wie in Gl. (7)
– ihre Stoßzahl berechnen, die durch die mittlere Relativgeschwindigkeit
und den Stoßquerschnitt der Protonen im angegebenen
Energiebereich gegeben ist.
Die mittlere Relativgeschwindigkeit der Protonen mit der Energie
E und der reduzierten Masse μ ist u E = (2 E / μ) 1/2 .
Wir hatten in Gl. (7) wie bei chemischen Reaktionen als Reaktionsquerschnitt
s den aus dem Protonendurchmesser folgenden
geometrischen Querschnitt (p d 2 ) eingesetzt. Wir müssen
aber den Wellencharakter der Protonen berücksichtigen, der
durch ihre de-Broglie-Wellenlänge l E (und damit durch deren
Impuls p E = m u E bzw. Energie E) beschrieben wird und der ihre
wirksame Größe bestimmt:
2
sE ≈ p lE (12)
lE = h / pE = h / (m uE) = h / (2 m E) 1/2 ;
Bei einer Energie von 10 keV hat ein Proton eine Wellenlänge
von 3•10 -13 m (zum Vergleich: Protonendurchmesser
2,6•10 -15 m); damit ist sein Reaktionswirkungsquerschnitt
etwa 10.000-mal größer als sein geometrischer Querschnitt.
ASPEKTE
Die Werte für die Anzahl der Protonen dN E/(N dE), ihre wellenmechanische
Tunnelwahrscheinlichkeit D E, ihre Relativgeschwindigkeit
u E und ihren wellenmechanischen Reak tionsquerschnit t
s E, alle bei der Energie E, werden nun als Produkt zusammengefasst
zur differentiellen Fusionsgeschwindig keitskonstante
(Dimension m 3 /s/V).
In Abb. 3 ist als Funktion der Energie aufgetragen
(schwarzer Kurvenzug). Die als Gamow-Peak bezeichnete
Kurve hat unterhalb 2 und oberhalb 16 MeV vernachlässigbar
kleine Werte; sie hat ein Maximum von 2,8•10 –27 (m 3 /s/V)
bei 5,8 keV. − Durch Integration des Gamow-Peaks über die
Energie (in Volt) wird die integrale Fusionsgeschwindigkeitskonstante
= 1,6•10 –23 m 3 /s erhalten (≈ Produkt aus
Halbwertsbreite (5,4 keV) und Höhe des Gamow-Peaks).
Der klassische Ausdruck der Fusionsgeschwindigkeit Gl. (7) wird
ersetzt durch den die Wellenmechanik enthaltenden Ausdruck
v = ½ (N / V) 2 (13)
Mit den oben angegebenen Werten für die Protonendichte
folgt aus Gl. (13) die Fusionsgeschwindigkeit im Sonnenkern
v ≈ 6•10 40 /(m 3 s). − Der tatsächliche Wert ist in der Größe von
nur 3•10 13 /(m 3 s), wie weiter oben gezeigt.
Der Unterschied von weit über 20 Zehnerpotenzen liegt nicht
in der mit der Wellenmechanik aufgebesserten klassischen
Theorie der Reaktionskinetik; er ist vielmehr dadurch bedingt,
dass die die Fusion auf der Sonne auslösende pp-Reaktion den
schwachen Wechselwirkungen (Emission eines Neutrinos) unterliegt
und daher extrem verzögert ist. Das Proton kann zwar – wie
beschrieben – schnell durch den Potentialwall eines anderen
hindurchtunneln, da aber die Stabilisierung des entstehenden
hoch angeregten Zwischenkerns ( 2 He) durch Emission eines
Elektron-Neutrino-Paars nur langsam erfolgt, kann es ebenso
schnell wieder heraustunneln. Der Zusammenstoß zwischen
den beiden Protonen war also erfolglos. Dies wird durch den
nuklearen oder astrophysikalischen S-Faktor beschrieben, mit
dem die Fusionsgeschwindigkeit nach Gl. (13) zu korrigieren ist.
Er kann jedoch experimentell nur bei hohen Energien (> 1 MeV)
bestimmt werden, bei denen die Reaktionsausbeute hoch genug
für die Messungen ist. Bei den hier interessierenden niedrigen
Energien (um 10 keV) ist er experimentell nicht zugänglich. –
Wir werden jedoch im nächsten Abschnitt bei der Besprechung
der Fusionsreaktion von Deuterium und Tritium, die den starken
Wechselwirkungen unterliegt, sehen, dass unsere Rechnungen
sehr gut mit dem Experiment übereinstimmen.
So können wir hier abschließend nur qualitativ argumentieren:
Die schwache Wechselwirkung verhindert, dass ein Wasserstoffstern
wie unsere Sonne wie eine Wasserstoffbombe explodiert;
die Sonne kann über 10 Mrd. Jahre stabil brennen.
Sie hat jetzt ein Alter von etwa 4,5 Mrd. Jahren.
Nach der Wasserstoff-Brennphase wird sich der Sonnenkern
unter Temperatursteigung kontrahieren, dann setzt die Helium-Brennphase
ein, der sich nach weiteren Kontraktionen
mit Temperatursteigerungen weitere Brennphasen bis zur Si-
Brennphase anschließen.
135

ASPEKTE
KERNRFUSION AUF ERDEN
Die dt-Reaktion
Wenn wir die Kernfusion auf der Erde zur Energiegewinnung
realisieren wollen, brauchen wir die eben erwähnten höheren
Fusionsprozesse nicht zu berücksichtigen, da bei diesen wegen
der höheren Ladung der Coulomb-Abstoßungswall höher
und breiter und damit für die Teilchen höherer Masse immer
undurchdringlicher wird. Wir können uns also auf die Wasserstofffusion
beschränken. Mit den drei Wasserstoffi sotopen H,
D und T sind sechs verschiedene Fusionsreaktionen möglich,
die zu 3 He bzw. 4 He führen. Von diesen ist aber nur die dt-Reaktion
(Deuterium-Tritium-Reaktion) von Interesse:
2 H + 3 H → 4 He + n 17,5 MeV (14)
Denn sie hat die höchste Reaktionsenergie und die höchste
Fusionsgeschwindigkeitskonstante , und sie unterliegt
nicht den schwachen Wechselwirkungen wie die pp-Reaktion,
d.h. wir können ihre Fusionsgeschwindigkeitskonstante mit
den für die pp-Reaktion dargestellten Methoden berechnen.
Mit den bei der dt-Reaktion entstehenden Neutronen wird Tritium,
das im Gegensatz zum Deuterium in der Natur nicht in
nennenswerten Mengen vorkommt, 8 gebrütet:
n + 6 Li → 3 H + 4 He 4,8 MeV (15)
Die Summe der Reaktionen ergibt
2 H + 6 Li → 2 4 He 22,3 MeV (16)
Bei den vorausgegangenen Betrachtungen der pp-Reaktion in
der Sonne waren wir auf die Sonnentemperatur festgelegt, die
in Bezug auf die Fusionsgeschwindigkeit keineswegs optimal
ist. Bei der dt-Reaktion auf Erden können wir uns die in Bezug
auf maximale Geschwindigkeit der dt-Reaktion (mehrere hundert
Mio. K, Abb. 4) und technische Realisierbarkeit optimale
Temperatur auswählen. Sie liegt bei 100 bis 200 Mio. K.
Reaktionswahrscheinlichkeit (cm 3 /s)
136
10 -16
10 -18
10 -20
10 -22
O
O
10 100 1000 10000
Temperatur (Millionen Grad)
Abb. 4. Temperaturabhängigkeit der Fusionsreaktionsgeschwindigkeitskonstante
9 . (Die beiden eingezeichneten Werte bei 15 und 150 Mio. K
sind hier mit den für die pp-Reaktion beschriebenen Methoden berechnet).
Das Lawson-Kriterium
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
Der Fusionsreaktor muss mehr Energie durch Kernfusion erzeugen
als zu seinem Betrieb aufzuwenden ist. Die Mindestbetriebsenergie
ist gegeben durch den Energiebedarf zur Aufheizung des
Brennstoffplasmas auf die Fusionstemperatur. Das Plasma mit
N/V Wasserstoffatomen je m 3 (Deuterium und Tritium) enthält
je ½N/V Deuteronen und Tritonen und N/V Elektronen, insgesamt
also 2N/V Teilchen. Je Teilchen muss die Energie 3/2 kT
zugeführt werden, um es auf die Temperatur T aufzuheizen. Die
Heizenergie pro Volumeneinheit ist also 3kT•N/V.
Die Fusionsgeschwindigkeit ist durch dN/dt = (N/2V) 2
gegeben. Das Plasma wird während der Zeit t, der sog. Einschlusszeit
(containment time) am Brennen gehalten, bevor es
durch Wärmeabstrahlung soweit abgekühlt oder durch thermische
Expansion soweit verdünnt ist, dass die Fusionsreaktion
abstoppt. Die Anzahl der Fusionsereignisse während der Haltezeit
ist also •(N/2V) 2 •t; dieser Ausdruck multipliziert mit
der Energiefreisetzung je Fusionsereignis e f ergibt die Fusionsenergie
je Volumeneinheit während der Haltezeit.
Um als Energiequelle dienen zu können, muss im Fusionsreaktor
der Energiegewinn durch die Fusion größer sein als die
Betriebsenergie, wir erhalten also die Ungleichung.
(N/2V) 2 t e f > 3 kT N/V (17)
e f = 22,3 MeV 1,6•10 –19 As = 3,6•10 –12 J wird Gl. (16) entnommen;
als Temperatur wählen wir 100 Mio. K; hat dann
nach Abb. 4 den Wert 1•10 –22 m 3 /s. Nach den nicht festgelegten
Variablen N/V•t aufgelöst und nach Einsatz der anderen
Werte erhalten wir
N/V•t > 12 k T / ( e f ) = 5•10 19 s/m 3 (18)
Das ist das von Lawson aufgestellte und nach ihm benannte
Kriterium, 10 das die unterste theoretische Grenze für das Produkt
aus Einschlusszeit t und Teilchendichte N/V des Plasmas
angibt, bei der unter idealen Bedingungen die Energiebilanz
gerade positiv ist. Unter praktischen Bedingungen liegt die
Grenze um das zehn- bis hundertfache höher.
Damit ist das technische Problem defi niert: Das Fusionsgemisch
aus Deuterium und Tritium muss auf eine Temperatur
von 100 Mio. K aufgeheizt werden, das entstehende Plasma
muss auf eine Mindestdichte komprimiert und in diesem Zustand
für eine Mindestzeit eingeschlossen bleiben. Das heiße
Plasma darf nicht mit der Wand des Reaktionsgefäßes in Kontakt
kommen, da diese sonst oberfl ächlich verdampfen und
damit das Plasma verunreinigen oder sogar zerstören würden.
8 Tritium wird in der Atmosphäre durch Neutronen der Höhenstrah lung
durch die Reaktion 14 N(n,t) 12 C gebildet. Da es mit einer Halb wertszeit von
12,3 Jahren in 3 He zerfällt, liegt es in der Natur nur in geringen Mengen vor.
9
Die Daten der Abbildung sind durch Auswertung experimenteller Untersuchungen
mehrerer Autoren gewonnen: H. -S. Bosch und G. M. Hale, Nuclear
Fusion, Vol.32, No.4 (1992).
10
J. D. Lawson, “Some Criteria for a Useful Thermonuclear Reactor”.
A.E.R.E. report GP/R 1807, December 1955.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Zwei Möglichkeiten werden experimentell verfolgt, um dieses
Ziel zu erreichen: der Trägheitseinschluss mit extrem hoher
und der magnetische Einschluss des Plasmas mit sehr niedriger
Teilchendichte.
Trägheitseinschluss
Die Massenträgheit eines aus einem Kügelchen festen Deuterium-Tritium-Gemischs
durch Laserblitze erzeugten und gezündeten
Deuterium-Tritium-Plasmas verzögert dessen Expansion
lange genug, um die Fusionsreaktion nahezu vollständig ablaufen
zu lassen. Der Vorgang wird höchstens einen Zeitraum im
Nanosekundenbereich beanspruchen; das Lawson-Kriterium
fordert damit unter idealen Bedingungen eine Plasmadichte
von wenigstens 5•10 28 Deuterium- und Tritiumionen je m 3 . Unter
praktischen Bedingen sollte die Dichte hundertfach höher sein.
Bei einem Fusionszyklus wird ein Kügelchen (Pellet) von einem
Durchmesser weniger Millimeter durch die simultanen
Lichtimpulse einer Vielzahl von Hochleistungslasern (Pulsdauer
3•10 -10 s, Gesamtenergie 3•10 6 J) allseitig bestrahlt
(Abb. 5a). Die Laserenergie wird in thermische Energie umgewandelt,
die nach innen weitergeleitet wird, die aber auch
eine Schicht von wenigen mm aus der Oberfl äche des Pellet
explosionsartig verdampft (Abb. 5b); durch die dadurch entstehende
Druckwelle wird das Pellet auf ein tausendstel seines
ursprünglichen Volumens komprimiert (Abb. 5c), wobei
sich ein Plasma mit N/V ≈ 10 32 / m 3 und T ≈ 10 8 K bildet. Die
Forderungen des Lawson-Kriteriums sind also erfüllt. Die Fusion
wird gezündet, breitet sich nach außen aus und erfasst
schließlich auch den Bereich des vorher verdampften Fusionsgemisches
(Abb. 5d). − Es sind somit Miniwasserstoffbomben,
die hier zur Energiegewinnung eingesetzt werden.
a b c d
a b c d
Abb. 5. Laserinduzierte Fusion eines Deuterium-Tritium-Pellets (Pfeile blau:
Laserstrahlung, gelb: verdampfte äußere Schicht, rot: in thermische Energie
umgewandelte Laserenergie.
Für ein Fusionskraftwerk von 1 GW(thermisch) müsste jede Sekunde
ein Pellet von etwa 2 mg der Laserfusion zugeführt werden.
Das Konzept sieht verlockend aus, aber es erscheint nicht sicher,
ob es zur Energiegewinnung taugt. Um das Plasma auf
die angegebene Temperatur aufzuheizen, ist pro Deuteron und
Triton und den dazugehörenden zwei Elektronen, also für vier
Teilchen die Energie 8,3•10 –15 J (= 4•3/2 kT) als Laserenergie
aufzuwenden; die freiwerdende Fusionsenergie (s. oben) ist
4,2•10 –12 J (= 26,2•10 6 V•1,6•10 –19 As); d.h. der Energiegewinn
ist etwa 500-mal größer als die eingestrahlte Laserenergie.
Aber der Wirkungsgrad der Hochleistungslaser ist in der Größe
von nur 1 %, und bei Berücksichtigung des normalen Carnot-
Umwandlungsfaktors für die Erzeugung elektrischer Energie
aus thermi scher Energie ist der Bruttoenergiegewinn marginal.
ASPEKTE
Abb. 6. Behälter für das Trägheitsfusionsexperiment NIF: In die rund zehn
Meter große Kammer werden die Strahlen von 192 Hochleistungslasern
geleitet und auf ein Deuterium-Tritium-Pellet von nur wenigen Millimetern
Durchmesser fokussiert (SPIEGEL ONLINE 05.03.2009).
Trotzdem ist in den USA (Lawrence Livermore National Laboratories)
die National Ignition Facility (NIF) mit einem Kostenaufwand
von mehreren Mrd. $ gebaut worden, die mit 192 von
allen Seiten auf ein Pellet von ein paar mm Durchmes ser fokussierten
Lasern die Fusion auslösen soll (Abb. 6). Dabei werden
kaum mehr als 5 Fusionsexperimente je Tag möglich sein. Die
Anlage ist im letzten Jahr in Erprobung genommen worden mit
der erfolgreichen Überprüfung des gesamten Lasersystems. 11
Es gibt jedoch kritische Stimmen, die nicht an die Realisierbarkeit
der wirtschaftlichen Energiegewinnung durch laserinduzierte
Kernfusion mit Trägheitseinschluss glauben, sondern
vermuten, dass die Untersuchungen eher militärischen Zielen
dienen, z.B.: 12 „NIF …. will be able to create the extreme conditions
of tempe rature and pressure that exist on Earth only in
exploding nuclear weapons and that are therefore relevant to
understanding the operation of our modern nuclear weapons.”
Als Alternative zur laserinduzierten Fusion wird diskutiert, die
Kompression und Aufhei zung der Pellets mit Hilfe von Schwerionenbeschleunigern
zu erzwingen. 13 Die Versuche hierfür sind
jedoch noch nicht soweit fortgeschritten wie beim Laserverfahren;
die Schwierigkeiten aber erscheinen immens: um etwa die
gleiche Beschleuniger leistung wie mit den 192 Hochleistungslasern
des NIF zu erzeugen (3•10 6 J in 3•10 -10 s, d.h. ≈ 10 16
W) müsste bei einer Beschleunigungsspannung von z.B. 10 GV
ein Ionenimpulsstrom von 1 MA erzielt werden!
Magnetischer Einschluss 14
Das Konzept, das Plasma in einer magnetischen „Flasche“ einzuschließen,
erscheint dagegen eher realisierbar.
11 D. Clery, Science, Band 327, S. 514 (2010)
12
Plasma 2010 Commity, Plasma Sciende: Adcvancing knowledge in the
National Interest. National Research Council, 2007.
Physik Journal, 9 (2010), Nr. 6.
13
GSI-Nachrichten 3/99, S. 18.
14
Kernfusion, Berichte aus der Forschung: Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
2002.
137

ASPEKTE
Bewegte geladene Teilchen werden in einem Magnetfeld durch
die Lorentzkraft auf Kreis- und Schraubenbahnen um die Feldlinien
gezwungen. Die Teilchen sind auf diese Weise an die
Feldlinien angebunden. In Längsrichtung der Magnet feldlinien
können sie sich dagegen unbeeinfl usst bewegen. In einem ringförmig
geschlossenen Magnetfeldkäfi g kann ein Plasma daher
eingeschlossen werden. Allerdings nimmt die Feldstärke nach
außen hin ab, die Teilchen können daher dem magnetischen
Einschluss doch entkommen. Erst durch die Verdrillung der
Feldlinien wird ein dauerhafter Einschluss des Plasmas möglich.
Dies wird experimentell mit zwei verschiedenen Anordnungen
angestrebt.
a) Tokamak: (russische Abkürzung für Toroidale Kammer mit
Magnetspulen). A. Sacharow 15 konzipierte 1952 den toroidalen
Fusionsreaktor mit magnetischem Einschluss, dessen erste
Prototypen im Kurtchatov Institut in Moskau entwickelt wurden.
Der Torus (ein Hohlring wie ein Schwimmreifen, rot/gelb
in Abb. 7) ist auf seinem Umfang von einer Vielzahl Toroidalfeldspulen
umschlossen, die in Ringrichtung ein magnetisches
Feld (toroidales Feld) erzeugen.
Abb. 7. Schema des Tokamak mit Toroidal- und Vertikalspulen, so wie den
Primärtrafospulen und dem Torus (rot), der mit dem Plasma die Sekundärtrafospule
bildet. Die Vertikalspulen dienen der Stabilisierung des Plasmarands.
Bei einem mit der Zeit steigendem Strom durch die Primärtrafospulen
im Zentrum des Torus wird in diesem, als der Sekundärspule
des Trafos, ein toroidaler Ringstrom im Plasma induziert
(mehrere Mio. A), der ein poloidales Magnetfeld erzeugt (kreisförmige
Magnetfeldlinien gleicher Geometrie wie die Torodialspulen).
Torodiales und poloidales Feld überlagern sich zum
verdrillten Feld, in das das Plasma eingeschlossen wird.
Das Plasma wird durch den induzierten Plasmaringstrom auf
20 bis 30 Mio. K. aufgeheizt; dann aber wird sein elektrischer
Widerstand so klein, dass die Ohmsche Heizung nicht mehr
wirksam ist. Zusätzliche Heizung ist erforderlich, um die zur
Fusion erforderlichen 100 Mio. K zu erreichen.
Verschiedene Methoden werden hierfür erprobt:
138
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
1) magnetische Kompression durch Erhöhung des einschließenden
Magnetfelds; die Kompression bewirkt gleichzeitig
eine Erhöhung der Fusionsgeschwindigkeit infolge der Erhöhung
der Teilchenzahl.
2) Injektion schneller Atome des Fusionsgemisches, die durch
Beschleunigung der entsprechenden Ionen und anschließender
Neutralisation hergestellt werden. Die Atome können
die Magnetfelder durchqueren und werden, sobald sie
ins Plasma eintreten, wieder ionisiert.
3) Mikrowellenheizung mit Zyklotronresonanzfrequenzen, 10
bis 100 MHz für die Ionen, 60 bis 150 GHz für Elektronen
(entsprechend den Frequenzen der Kreisbewegungen der
Teilchen um die Magnetfeldlinien).
Der Primärtrafostrom, der den Plasmaringstrom und damit verbunden
das poloidale Magnetfeld erzeugt, kann nicht beliebig
gesteigert werden, vielmehr muss der Trafohub, das ist der mit
der Zeit ansteigende Strom, unterbrochen werden, der Plasmaeinschluss
geht verloren und die Fusion setzt aus. Erst durch
erneuten Trafohub und erneute Aufheizung wird die Plasmafusion
wieder gezündet. Der Tokamak lässt sich also auch nur
diskontinuierlich betreiben.
Mit Einschlusszeiten von Sekunden folgt aus dem Lawson-Kriterium
die Mindestteilchendichte von Deuteronen plus Tritonen) N/V
≈ 3•10 19 /m 3 ; das entspricht einem guten Hochvakuum (Zum Vergleich:
Teilchendichte unter Normalbedingungen: 2,7•10 25 /m 3 ,
aber entsprechend der hohen Temperatur hat das Plasma (Ionen
+ Elektronen) doch einen Druck in der Größe von einem bar). Die
Leistungsdichte eines so verdünnten Fusionsplasmas ist natürlich
gering, kaum größer als die einer Glühbirne, wie die Autoren
des MPI-Kernfusionsberichtes schreiben 14 (mit N/V ≈ 10 20 /m 3 ,
≈ 10 -21 m 3 /s und der Fusionsenergie aus Gl. (14) ergibt sich
eine Leistungsdichte von wenigen Watt je cm 3 ).
Etwa 30 Versuchsanlagen nach dem Tokamak-Prinzip sind seit
Mitte des vorigen Jahrhunderts gebaut worden, 20 davon sind
noch in Betrieb; sie dienen der Grundlagenforschung sowie der
Entwicklung technischer Details. Abb. 8 mag einen Eindruck
über die Größe einer solchen Versuchsanlage geben.
b) Stellarator: 16 Im Tokamak wird die Verdrillung der Feldlinien,
die für den Einschluss des Plasmas notwendig ist, durch Über-
15 Sacharow (1921 – 1989), Russischer Kernphysiker, bekannt als Vater der
sowjetischen Wasserstoffbombe, hat auch den Vorschlag für die kontrollierte
Kernfusion durch Trägheitseinschluss erarbeitet, sowie den für die sog. kalte,
durch Myonen katalysierte Kernfusion. – Um 1955 entwickelte sich Sacharow
zum Dissidenten und Menschenrechtler, die Sowjetregierung verbot ihm die
Reise nach Oslo, sodass er den ihm 1975 zuerkannten Nobelpreis für seine
Friedensbemühungen nicht entgegennehmen konnte; 1980 wurde er verhaftet
und nach Gorki (Nischni Nowgorod) verbannt. 1986 bat ihn M. Gorbatschow
nach Moskau zurückzukehren und seine politische Tätigkeit fortzusetzen.
16
Das Konzept des Stellarators wurde 1951 von L. Spitzer in Princeton entworfen.
Seine erste Anlage, Modell A, die auf einem Labortisch aufgebaut wurde,
erreichte 1952 eine Temperatur von 1 Mio. K. Schon Anlage D sollte eine
energieliefernde Maschine sein. Anderen Ortes war man vorsichtiger in der
Formulierung der Ziele; die erste in Los Alamos geplante Versuchsanlage hatte
den Namen „Perhapsatron“.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Abb. 8. Blick in das Plasmagefäß der Versuchsanlage ASDEX des Instituts
für Plasmaphysik der MPG in Garching 14 . Die Anlage, die seit 1991 in Betrieb
ist, hat ein Gesamtvolumen (äußere Abmessungen) von 2800 m 3 . Das
Plasma im inneren der Kammer nimmt ein Volumen von etwa 13 m 3 ein und
enthält 3 mg Wasserstoff (N/V ≈ 7 10 19 m -3 ; Plasmastrom 1,4 MA, Plasmatemperatur
100 Mio. K, Magnetfelder 3,9 Tesla.
lagerung des durch Magnetspulen erzeugten toroidalen Feldes
und des durch den Plasmastrom erzeugten poloidalen Feldes
erzwungen. Im Stellarator wird die schraubenförmige Verdrillung
der Feldlinien um die Torusseele durch ein System speziell
geformter Einzelspulen erreicht, die poloidal um den Torus
angeordnet sind (Abb. 9 oben).
Deshalb kann auf den Plasmastrom, der durch die Primärtrafospulen
im Torus induziert wird, verzichtet werden. Und damit ist
es auch möglich, den Stellarator kontinuierlich zu betreiben. Und
Plasmainstabilitäten, die durch den Plasmastrom hervorgerufen
werden können, sind hier natürlich auch nicht zu erwarten.
Zur Aufheizung des Plasmas bis zur Zündung muss – wie beim
Tokamak beschrieben – Energie von außen zugeführt werden,
entweder durch Injektion schneller Atome oder durch Mikrowellenheizung.
Abb. 9 zeigt eine Stellaratoranordnung mit Vertikalfeld- und
weiteren Zusatzspulen, mit denen die Feldverdrillung verändert
und das Plasma korrigiert werden kann.
Neutral-
Teilchen-
Heizung
Plasma
Vertikalfeldspulen
Zuatzspulen
Stellaratorspulen
Plasmagefäß
Abb. 9. Schematische Darstellung des Stellaratortorus mit dem verdrillten
Plasma (oben); Stellaratortorus mit Zusatzspulen und Plasmaheizung durch
Neutralteilchen.
ASPEKTE
Lange Zeit galt das Tokamakkonzept als die bessere Lösung; infolge
der großen Fortschritte bei der Gestaltung der Stellaratorspulen
in den letzten Jahren erscheinen Stellarator- und Tokamakkonzept
gleichwertig. Der neueste Stellarator-Versuch, der
jetzt vom Institut für Plasmaphysik der MPG in Greifswald aufgebaut
wird (Wendelstein 7X), soll die Kraftwerkstauglichkeit
der Stellaratoren belegen. In den Abmessungen, im Plasmavolumen
und Plasmagewicht übertrifft dieser Versuchsneubau
den Vorgänger (Abb. 10), der in Garching betrieben wird.
Abb. 10. Aufbau der Stellaratorversuchsanlage Wendelstein 7AS des Instituts
für Plasmaphysik der MPG in Garching. Die Anlage wurde 1988 in
Betrieb genommen. Bei einem äußeren Volumen von 670 m 3 kann sie mit
einem Magnetfeld bis 2,5 Tesla ein Plasmavolumen von 1 m 3 mit 1 mg Wasserstoff
aufnehmen.
INTERNATIONAL THERMONUCLEAR
17, 18
EXPERIMENTAL REAKTOR
Die Abkürzung für den neuen internationalen experimentellen
Fusionsreaktor, ITER, ist an das lateinischen Wort für „Weg“
angelehnt und soll den Weg zu neuen Energien weisen. Aber
der Weg bis jetzt war lang und er wird bis zum Erreichen des
Ziels wohl auch noch lang sein. Abb. 11 veranschaulicht die
Entwicklung der vorausgegangenen 50 Jahre. Gegen die Plasmatemperatur
ist das sog. Fusionsprodukt der bisherigen Experimente
aufgetragen, das ist das Produkt aus erzielter Plasmadichte,
Plasmahaltezeit und Plasmatemperatur.
Die Fusion im Plasma aus Deuterium und Tritium zündet nur
und wird dann ohne Energiezufuhr aufrecht erhalten, wenn
das Fusionsprodukt bei vorgegebener Temperatur in einem
Bereich liegt, der in der Abbildung rot gekennzeichnet ist,
also z.B. bei 100 Mio. K muss das Fusionsprodukt > 2,5•10 28
m -3 s K sein. Bei einer Einschlusszeit von 1 sec. folgt daraus die
Mindestteilchendichte zu etwa 2,5•10 20 je m 3
Die Zündgrenze ist gegeben durch die Forderung, dass die
beim Fusionsprozess an das Plasma abgegebene Energie grö-
17 P. Gruss und F. Schüth, Herausgeber, Die Zukunft der Energie. Ein Report
der Max-Planck-Gesellschaft. C. Beck, München, 2008.
18
G. Janeschitz, Technik der Kernfusion. Manfred-Eigen-Nachwuchswissenschaftler-Gespräche
„Chemie und Energie“, Herrenalb, 2008.
139

ASPEKTE
Fusionsprodukt (m -3 s K)
ßer ist als die Energie zur Aufheizung des Plasmas. Wir erhalten
damit eine Ungleichung analog der des Lawson-Kriteriums
Gl. (17 und 18); aber anstelle der Gesamtfusionsenergie von
22,3 MeV nach Gl. (16) dürfen wir hier nur den Energiebetrag
einsetzen, der im Plasma verbleibt; das ist die kinetische
Energie des 4 He aus Gl. (14); sie ist entsprechend dem Impulssatz
nur 1/5 der Gesamtenergie, 4/5 der Energie wird vom
ladungsfreien Neutron aus dem Plasma herausgetragen.
Im Verlauf der letzten knapp 50 Jahre konnten Temperatur
und Fusionsprodukt der Experimente von etwa 2 Mio. K und
2•10 23 m -3 s K (links unten, Moskau) bis auf etwa 500 Mio. K
und 8•10 27 m -3 s K (rechts oben, Princeton und Naka (Japan))
gesteigert werden. Mit dem Joint European Torus (JET) in Culham,
Großbritannien, an dem fast alle europäischen Staaten
beteiligt sind, ist in den letzten Jahren die Zündgrenze fast erreicht
worden.
ITER wurde seit über einem Jahrzehnt unter Beteiligung von
China, den Europäischen Ländern, Indien, Japan, Russland,
Südkorea und der USA mit den Erfahrungen, die weltweit und
jahrelang mit den Tokamak-Experimenten gesammelt worden
sind, geplant; vor einem Jahr haben die Bauarbeiten in Cadarache
(Departement Bouches-du-Rhône, nahe Marseille) begonnen,
der Versuchsbetrieb soll 2018 aufgenommen werden
(vergl. Abb. 13 in Ref. 2).
Ein paar Daten mögen die Größe des Versuchsreaktors belegen:
Plasmavolumen 840 m 3 , Plasmamasse 500 mg Deuterium-Tritiumgemisch,
Plasmatemperatur 100 - 200 Mio. K, Magnetfeld
5,4 Tesla, maximaler Plasmastrom 15 MA.
Aus den gegebenen Daten für Plasmavolumen, -Masse und
-Temperatur folgt, dass das Zündkriterium schon bei einer
Einschlusszeit von etwa 1 sec. erfüllt ist; bei den geplanten
vielfach höheren Einschlusszeiten ist also mit Sicherheit zu erwarten,
dass das Fusionsgemisch zündet und die Fusion ohne
weitere Energiezufuhr aufrecht erhalten werden kann. – Bei
einer Fusionsleistung von 0,5 GW (rein rechnerisch folgt aus
140
E29
E27
E25
E23
Wendelstein
Abb. 11. Fusionsprodukt (Produkt aus Plasmadichte, -Einschlusszeit und
-Temperatur) der Fusionsexperimente seit 1965. Damit das dt-Plasma zündet,
müssen Werte im eingezeichneten roten Bereich erreicht werden.
JET
Garching
geplant
bis 2002
bis 1986
bis 1977
bis 1965
1 10 100 200 500
Plasmatemperatur (Mio. K)
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
den gegebenen Daten eine Leistung von 1,5 GW) soll ein Energiegewinnungsfaktor
von etwa 10 erzielt werden, d.h. etwa das
zehnfache der zur Plasmaaufheizung aufgewandten Energie
wird als Fusionsenergie gewonnen.
Mit ITER wird erstmalig auch die Gewinnung von Tritium getestet,
das neben dem Deuterium als Fusionsbrennstoff
eingesetzt wird. Hierzu ist der Torus umgeben von einem
Lithium-haltigen Mantel (Blanket), in dem die energiereichen
Neutronen aus Gl. (14), die 80 % der Energie mit sich führen,
abgebremst werden und dann in der Reaktion nach Gl. (15)
mit 6 Li Tritium bilden. Dieses wird laufend aus dem Blanket
ausgespült und – mit Deuterium gemischt – dem Brennstoffkreislauf
zugeführt.
Mit den Fusionsneutronen alleine ist ein Tritiumbrüten mit
Überschuss, der die unvermeidlichen Neutronen- und Verarbeitungsverluste
decken könnte, nicht möglich, da die Fusionsreaktion
nur genau 1 Neutron pro verbrauchtem Tritiumatom
liefert. Deshalb müssen die Neutronen im Blanket um etwa
30 % bis 50 % vermehrt werden. Hierzu eignen sich Beryllium
oder Blei, da die (n,2n)-Kernreaktion an diesen Materialien relativ
niedrige Energieschwellen hat.
Die im Blanket freiwerdende Wärme, das sind knapp 19 MeV
je Fusionsereignis (Neutronenenergie aus Gl. (14) + Energie
aus Gl. (15)) wird mit Helium abgeführt und über Wärmeaustauscher,
Dampferzeuger und Turbogeneratoren in elektrische
Energie umgewandelt. – Das Blanket ist von einer abschirmenden
Hülle umgeben, die die supraleitenden Magnetspulen und
die weitere Ausrüstung gegen Strahlungen aus dem Blanket
und dem Plasma schützt.
Durch außerhalb des Torus angebrachter Magnetspulen
wird das äußere Feld im Torus so verändert, dass Ionen höherer
Ladung, also das bei der Fusion entstehende Helium
und sonstige Verunreinigungen, z.B. Luft, aus dem Plasma
ausgelenkt und auf Prallplatten geleitet werden, wo sie neutralisiert
und als normale Gase abgepumpt werden können
(Divertoren). Denn wenn diese im Fusionsgas auf zu hohe
Konzentration ansteigen, wird der Fusionsprozess gestoppt.
Etwa 10 % Luft sind in einem dt-Plasma von 150 Mio. K
tolerierbar.
Das klingt nicht sehr dramatisch; aber es ist doch eine technische
Herausforderung: 500 mg Fusionsgas, also 0,2 Mol in
einem Volumen von 837 m 3 haben unter Normalbedingungen
einen Druck von 5 mbar; der Luftdruck im Torus darf deshalb
0,5 mbar nicht überschreiten. Diese wenigen Zahlen beleuchten
die Anforderungen in Bezug auf die Vakuumdichtigkeit des
fast tausend Kubikmeter großen Torus und die Pumpleistung,
die zur Aufrechterhaltung des Vakuums erforderlich ist. Hier
sind Kryopumpen vorgesehen.
Zur Ergänzung von durch die Fusion verbrauchtem Brennstoff
kann das D/T-Gasgemisch durch Düsen in den Torus eingeblasen
werden; wegen der schnellen Ionisation wird es allerdings
nur in den Plasmarandschichten angereichert. Als aussichtsreiche
Alternative gilt die schon erprobte Möglichkeit, mgschwere
Pellets von gefrorenem D/T-Gemisch mittels Gaska-

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
nonen oder Zentrifugen ins Plasma hineinzuschießen. Mit der
in Garching entwickelten Pelletzentrifuge können bis zu 80 Pellets
je sec. mit Geschwindigkeiten bis zu 1200 m/s ins Plasma
injiziert werden. Wegen der langsamen Verdampfung gelangen
die Pellets bis zur Plasmamitte – sie werden keinesfalls wie bei
der laserinduzierten Fusion infolge des Trägheitseinschlusses
explodieren.
Auf weitere Einzelheiten soll nicht eingegangen werden; wir
wollen jedoch in Abb. 12 die Gesamtgröße des Experimental-
Fusions-Reaktors (und damit verknüpft die Größe der technischen
Probleme) zeigen: unten rechts im Kreise ist maßstabsgetreu
ein Mensch eingezeichnet.
ITER ist das weltweit zweitgrößte wissenschaftlich-technische
Experiment. Aber Größe hat Ihren Preis. Ursprünglich war ITER
mit einer Leistung von 1500 MW geplant. Wegen der immensen
Kosten wurde die Planung auf 500 MW reduziert. Bei Vertragsunterzeichnung
der teilnehmenden Staaten 2005 lagen
die Kostenabschätzungen bei 5 Mrd. € für die Investitionen
und nochmals 5 Mrd. € für die zwanzigjährige Betriebsperiode
(40 % der Investitionskosten sollen von den Europäern übernommen
werden, 10% alleine von Deutschland). Nach jüngsten
Schätzungen der Europäischen Kommission liegen die
Investitionskosten nunmehr bei 15 Mrd. € – unter anderem
Primär-
Trafospulen
Blanket
Toroidalspulen
Torusvolumen V: 840 m 3
Fusionsleistung: > 500 MW
ASPEKTE
wegen gestiegener Rohstoffpreise und neuer Sicherheitsanforderungen.
Dazu ein Kommentar der deutschen Presse 19 : „Scheitert eines
der größten Forschungsvorhaben der Welt an Geldmangel? .....
die Baukosten explodieren ….. die Bundesregierung geht jetzt
auf Distanz zu dem Mega-Projekt ….. Aus dem Forschungsministerium
heißt es, die Bundesregierung stehe weiter zur
Fusionsforschung – um sich für die Energieversorgung möglichst
viele Optionen offen zu halten. „Das gilt aber nicht um
jeden Preis“, warnt Ministerin Schavan.“
ITER wird in Bezug auf die Kosten nur noch von der International
Space Station (ISS) übertroffen. Aber von ITER erwarten wir
praktische Ergebnisse, die wir verwerten können. Bei ISS ist in
dieser Hinsicht Skepsis angebracht.
PROBLEME DES FUSIONSREAKTORS UND IHRE LÖSUNG
Abschließend müssen wir noch einige Themen streifen, die mit
dem Betrieb eines Kernfusionskraftwerks zusammenhängen.
19 SPIEGEL ONLINE, 21.05.2010.
Abb. 12. Schematische Darstellung des International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).
Plasmastrom : 15 MA
Toroidalfeld : 5,4 T
Toroidales
Vakuumgefäß
Kryopumpe
Divertor
141

ASPEKTE
Brennstoffbereitstellung
Für eine elektrische Leistung von 1000 MW verbraucht ein
Fusionskraftwerk bei einem Wirkungsgrad von 30 % pro Jahr
knapp 100 kg Deuterium und 150 kg Tritium bzw. 300 kg 6 Li,
aus dem im Reaktorblanket durch die Brutreaktion mit Neutronen
das Tritium hergestellt wird. Die Beschaffung dieser
Brennstoffe bereitet keine Schwierigkeit.
a) Deuterium ist in den Weltmeeren in praktisch unerschöpfl ichen
Mengen vorhanden.
b) Lithium ist weniger reichlich vorhanden, aber die bekannten
Lagerstätten würden ausreichen, den globalen Energiebedarf
durch Kernfusion für Zehntausende Jahre zu decken; neuerdings
wird jedoch befürchtet, dass der Bedarf an Li-Ionen-Akkus
für die jetzt propagierten Elektroautomobile bald zu einer
Erschöpfung der wenigen leicht zugänglichen Li-Lagerstätten
führen könnte, 20 aber in den Ozeanen steht dann noch immer
eine tausendfach größere Menge zur Verfügung.
Die Fusionsbrennstoffe können also aus den allen Staaten zugänglichen
Weltmeeren gewonnen werden. Konfl ikte über Energiequellen
sollte es damit in Zukunft nicht mehr geben. – Allerdings
ist es notwendig, die benötigten Isotope anzureichern.
Deuterium muss von seiner natürlichen Häufi gkeit 0,015 % auf
99 %, 6 Li von 7,5 % auf 50 bis 90 % angereichert werden. – Für
die erstmalige Inbetriebnahme eines Fusionsreaktors muss das
Tritium aus anderen Quellen bereitgestellt werden, z.B. durch
Abtrennen aus tritiumhaltigen Prozessströmen einer Kernbrennstoff-Wiederaufbereitungsanlage.
Für die Anreicherung der Isotope gibt es verschiedene Verfahren,
die sich in der Vergangenheit bewährt haben. Es sei
hier bescheiden eingefügt, dass wir für die drei erwähnten
Isotopentrennaufgaben neue Verfahren konzipiert haben, von
denen eines auch im großtechnischen Maßstab eingesetzt
worden ist. 21
Umweltbelastung
a) Klimaschädlichkeit: Wie beim Kernspaltungsreaktor ist
auch beim Fusionsreaktor die Energieproduktion frei von der
Emission von Kohlendioxid. Die beim Bau eines Fusionsreaktors
anfallende Kohlendioxidmenge dürfte in der gleichen Größenordnung
liegen wie beim Spaltungsreaktor, umgerechnet
kleiner als 30 g/kWh (zum Vergleich: über 1000 g(CO 2)/kWh
bei Braunkohlekraftwerken, etwa 520 g(CO 2)/kWh beim deutschen
Energiemix).
b) Radioaktive Abfälle: Einzelne Bauelemente, wie die Divertoren
und das Blanket sind einem intensiven Fluss energiereicher
Neutronen ausgesetzt; das führt zu einer langsamen
Zerstörung der Mikrostruktur der Bauelemente, sie müssen
deshalb während der Laufzeit des Reaktors mehrfach ausgetauscht
werden. Die Bauteile sind wegen der Neutronenbestrahlung
radioaktiv und müssen daher sicher gelagert werden.
Zusammen mit den bei späterem Abriss des Reaktors
anfallenden Materialien entsteht ein Abfallvolumen in ver-
142
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
gleichbarer Größe wie bei Spaltreaktoren gleicher Leistung.
Dessen Abfälle enthalten aber die hoch aktiven Spaltprodukte
mit teilweise sehr langen Zerfallshalbwertszeiten, die über
Jahrtausende in einem Endlager untergebracht werden müssen.
Die Abfälle der Fusionsreaktoren haben dem gegenüber
eine erheblich niedrigere Aktivität mit kürzeren Halbwertszeiten,
ihre Lagerung über maximal ein Jahrhundert erscheint
unproblematisch.
c) Tritium: Im Kernfusionsreaktor wird Tritium als Brennstoff
im Torus verbraucht und im Blanket durch die Brutreaktion
wieder erzeugt. Es läuft also nur im Inneren des Kraftwerks
um. Trotzdem enthält ein Fusionsreaktor ein Tritiuminventar
von ein paar kg, also vielleicht eine Wochenration, die fest in
Speichern gebunden sind. Nach den bisherigen technischen
Erfahrungen wird angenommen, dass pro Jahr nur etwa 1 g
aus dem Kraftwerk entweichen kann, was durchaus tolerierbar
erscheint. – Die plötzliche Freisetzung des gesamten Tritiuminventars
durch einen Flugzeugabsturz, ein Erdbeben oder
einen terroristischen Akt wäre der GAU eines Fusionsreaktors.
Bei Wind, der konstant in eine Richtung weht, würde eine zwei
km 2 große Fläche so stark durch Tritium verseucht, dass sich
dort aufhaltende Personen im Verlauf einer Woche durch Bestrahlung
und Einatmen einer Strahlenbelastung von 0,5 Sv
(Sievert) ausgesetzt werden. Hier wären Evakuierungsmaßnahmen
einzuleiten (Evakuierungsgrenze 0,1 Sv).
Reaktorsicherheit
a) Energieinhalt eines Fusionsreaktors: Das Reaktorunglück
in Tschernobyl (1986) mit der weltweiten Verbreitung von radioaktiven
Spaltprodukten hat viel zur Ablehnung der Kernenergie
beigetragen. Und da den Kernfusionreaktoren die gleiche
Reaktion zugrunde liegt wie den Wasserstoffbomben mit
ihrem mächtigen Zerstörungspotential, könnte auch die Energiegewinnung
durch Kernfusion auf Ablehnung stoßen.
Ein Fusionsreaktor ist aber keine Wasserstoffbombe. Wie
vorher dargestellt, läuft die kontrollierte Fusion in einem von
Magnetfeldern eingeschlossenen hoch verdünnten Plasma ab.
Eine äußere Störung, sei es durch einen Flugzeugabsturz, ein
Erdbeben oder einen terroristischen Akt oder eine interne Störung,
sei es durch Versagen der Kontrolleinrichtungen, Ausfall
der Stromversorgung oder ein Leck im Torus, wird immer zum
Zusammenbruch des Plasmas führen und damit zum Abbruch
der Fusionsreaktion.
Das Brennstoffi nventar des Plasmas eines Fusionsreaktors
reicht für etwa 1000 Betriebssekunden; im Vergleich zu einem
Kernspaltungsreaktor, dessen Brennstoffi nventar für mehre-
20 FOCUS ONLINE, 06.011.2009.
21 S. Walter und U. Schindewolf, Chem. Ing. Tech.
(1965), 37, 1185. (Schwerwasseranreicherung).
U. Schindewolf und Th. Reheis, Ber. der Bunsenges.
(1996), 100, 1280. ( 6 Li-anreicherung).
U. Schindewolf und H. Mangold, Chem. Ing. Tech.
(1988), 60, 557. (Tritiumabtrennung).

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
re Betriebsjahre reicht, ist das sehr wenig. Aber bei einem 1
GW(e)-Reaktor entspricht es doch dem Energieinhalt von 1 to
TNT (Faustformel 1 kg TNT = 1 Mcal = 4,18 MJ). Deshalb ist es
doch beruhigend zu wissen, dass ein Fusionsreaktor nicht außer
Kontrolle geraten kann. – Zum Vergleich: die größten amerikanischen
und russischen Wasserstoffbomben haben eine
Sprengkraft von 25 bzw. 50 Mio. t TNT!
b) Nachwärme: Beim Harrisburg-Reaktor fi el 1979 das Kühlsystems
aus, worauf der Reaktor sofort automatisch abgeschaltet
wurde; die durch den radioaktiven Zerfall akkumulierter
Spaltprodukte entstehende Nachwärme verursachte jedoch
die Kernschmelze, durch die große Radioaktivitätsmengen frei
gesetzt wurden. Auch bei einem Fusionsreaktor führt der Ausfall
des Kühlsystems durch die Nachwärme, die durch die neutronenaktivierten
und damit radioaktiven Bauelemente (s. o.)
bedingt ist, zu einem Temperaturanstieg bis zu 900 °C. Die den
Neutronen ausgesetzten Bauteile müssen deshalb aus Materialen
mit hohem Schmelzpunkt und niedrigem Neutroneneinfangwahrscheinlichkeit
hergestellt werden.
KOSTEN DER FUSIONSENERGIE
Ziel von ITER ist nicht nur, die technische Durchführbarkeit der
Energiegewinnung durch Kernfusion zu belegen, sondern auch
ihre ökonomische Durchführbarkeit.
ITER könnte mit seiner Fusionsleistung von 500 MW bei einem
Umwandlungswirkungsgrad von 35 % und einer Betriebszeit von
8000 h/a (Auslastung 91 %) jährlich 1,4 Mrd. kWh elektrischer
Energie erzeugen. Bei einem Zinssatz von 5% auf das investierte
Kapital von 15 Mrd. € ergäben sich jährlich 750 Mio. €
Kapital kosten, hinzu kämen die jährlichen Betriebskosten von
250 Mio. €. Die Energiekosten von ITER wären also 0,7 €/kWh.
Die Voraussagen der Planer des Experiments und der Kostenfachleute
22 gehen aber davon aus, dass Kernfusionsenergie
um die nächste Jahrhundertwende mit anderen Energieerzeugungsmethoden
konkurrenzfähig sein wird.
Diese Aussagen basieren auf folgenden realistischen Voraussetzungen:
a) Steigende Weltbevölkerung und steigender Energieverbrauch
des Einzelnen führen in den nächsten 50 Jahren zu
einer Verdreifachung des weltweiten Primärenergiebedarfs.
22
SERF, Socio-Economic Research on Fusion, 1998 vom europäischen
Fusionsprogramm gegründet.
ASPEKTE
Dem stehen die begrenzten Weltvorräte an Erdgas und Erdöl
gegenüber. Die Folgen von beidem sind Energiepreissteigerungen.
Eine weitere Preissteigerung ergibt sich durch die Forderung,
dass der Kohlendioxidausstoß der konventionellen Kraftwerke
weiterhin deutlich reduziert werden soll.
b) Kommerzielle Fusionsanlagen werden bis zum zehnfachen
der Leistung von ITER erbringen, wodurch sich eine erhebliche
Verminderung der spezifi schen Investitions- und Betriebskosten
ergibt. – Mit den durch ITER und späteren Versuchseinrichtungen
gewonnenen Erkenntnissen (Lerneffekt) wird sich eine
weitere Kostenverminderung ergeben.
Und so ist zu erwarten, dass sich die Kurven der mit der Zeit
steigenden Energiekosten und abnehmenden Kernfusionsenergiekosten
schneiden werden und damit die Kernfusion
konkurrenzfähig sein wird. Das kann allerdings bis zur nächsten
Jahrhundertwende dauern.
AUSBLICK
Nach zehnjährigem Betrieb von ITER sollen genügend Informationen
und Erfahrungen gesammelt sein, um 2028 mit der
Planung von DEMO zu beginnen, eines Kraftwerks, mit dem
demonstriert werden soll, dass die Kernfusion technisch zur
Energiegewinnung eingesetzt werden kann: DEMO soll ab 2040
im Langzeitbetrieb Energie erzeugen, auch wenn es noch nicht
wirtschaftlich arbeiten wird. Mit dem Bau eines kommerziellen
Fusionskraftwerks wird kaum vor 2050 gerechnet.
Die Überschrift dieses Aufsatzes hatten wir mit einem Fragezeichen
versehen: “Kernfusion – die Energiequelle der Zukunft?“.
Erst nach Ablauf der Experimente der nächsten 40 Jahre werden
wir wissen, ob wir das Fragezeichen durch ein Ausrufungszeichen
ersetzen können, ob die Kernfusion unsere Energieprobleme
lösen wird.
Manch einer von uns wird es nicht mehr erleben – aber im Interesse
unserer Nachkommen hoffen wir auf den technischen und
wissenschaftlichen Erfolg der weltweiten Bemühungen um die
Kernfusion.
Die erneuerbaren Energien werden in Zukunft zwar einen Teil
unseres Energiehungers stillen, aber die Grundlast werden
sie nicht decken können. Und da der Verbrauch fossiler Energien
wegen der Problematik der Kohlendioxid-Emission eingeschränkt
und die Kernkraftwerke wegen der Problematik
der Endlagerung der radioaktiven Abfälle ganz abgeschaltet
werden sollen, bleibt uns die Hoffnung auf die Kernfusion,
das ewige Feuer der Sonne auf unserer Erde.
143

TAGUNG
Katharina Al-Shamery
Goethe war fasziniert vom Harz und bereiste ihn als Forschungsreisender
in den Bereichen Geologie und Bergbau
gleich drei Mal. Auch sein literarisches Werk blieb von seinen
Eindrücken nicht unberührt. Berühmt ist die Walpurgisfeier auf
dem Brocken in seinem Meisterwerk „Faust“. Sicher nicht so
wild, dafür aber mindestens ebenso inspirierend ging es pünktlich
zur Walpurgisnacht auf der Tagung „Aus den Hexenküchen
der Materialwissenschaften“ am 30.4.2010 zu, die nunmehr
zum zweiten Mal im Museumsbergwerk und UNESCO-Weltkulturerbe
Rammelsberg bei Goslar stattfand. Das Thema war,
wie sollte es in diesem Jahr auch anders sein, „Energie“. Die
Tagung wurde breit von der Deutschen Bunsen-Gesellschaft,
dem Arbeitskreis Chancengleichheit in der Chemie (AKCC) der
GDCh und dem Center of Interface Science der Universitäten
Oldenburg, Osnabrück und Bremen getragen.
40 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus 8 Ländern lauschten
den ausschließlich weiblichen Referentinnen in der urigen
Schmiede des Bergwerkes bei brennendem Schmiedefeuer.
Nach der Begrüßung durch den Oberbürgermeister der Stadt
Goslar, Henning Binnewies, gab Frau Professor Dr. Angelika
Heinzel vom Institut für Technische Thermodynamik an der
144
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
AUS DEN HEXENKÜCHEN
DER MATERIALWISSENSCHAFTEN II
Die Referentinnen mit einigen TagungsteilnehmerInnen
(Foto Christiane Lienau).
Prof. Dr. Katharina Al-Shamery
Carl v. Ossietzky Universität Oldenburg und Center of Interface Science
Postfach 2503, D-26111 Oldenburg
Telefon: +49-441-798 3853, FAX: +49-441-798 2809
E-Mail: Katharina.Al.Shamery@uni-oldenburg.de
„Ideen“-Schmiede des Museumsbergwerks Rammelsberg bei Goslar
(Foto Christiane Lienau).
Universität Duisburg-Essen, gleichzeitig Direktorin des Center
for Fuel Cell Technology, den fulminanten Auftakt zu den
Vorträgen mit ihrer Vorstellung, wie sich das Thema „Energie“
aus heutiger Sicht darstellt und wie der Bedarf von morgen
ist. Frau Dr. Anke Hagen stellte anschließend eindrücklich vor,
wie man an ihrem Institut, dem National Laboratory for Sustainable
Energy, Risøe DTU in Roskilde in der Fuel Cell and Solid
State Division, deren Leitung sie innehat, von der Grundlagenforschung
auf dem Gebiet der SOFC-Brennstoffzellen 1 zur
Marktanwendung gelangt. Frau Professor Dr. Pooi See Lee von
der Nanyang Technological University, die den langen Weg von
Singapur nach Deutschland nur für die eintägige Tagung auf
sich genommen hatte, brillierte mit ihrem Beitrag über oxidbasierte
Energiespeicher. Die erst kürzlich mit einem Emmy-
Noether-Stipendium ausgezeichnete und frischgebackene Professorin
an der Universität Stuttgart, Frau Professor Dr. Sabine
Ludwigs faszinierte mit ihren Arbeiten über nanostrukturierte
Block-Copolymere für organische Solarzellen. Ertl-Schülerin
Frau Dr. Dai Zhang von der Universität Tübingen zeigte auf,
was heutzutage weltweites „state of the art“ ist, wenn man mit
Nano meteraufl ösung die lokale Photophysik an den Grenzfl ächen
in organischen Solarzellen verstehen möchte. Passend
dazu wurden die Zeitabläufe in Energietransferprozessen auf
1 SOFC=solid oxide fuel cell

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
der unteren Femtosekundenskala von Humboldt-Stipendiatin
und Schlumberger Preisträgerin Frau Dr. Parinda Vasa von der
Carl v. Ossietzky Universität Oldenburg dargestellt. Aus den
Posterbeiträgen wurde ein Beitrag ausgewählt, der als „selected
young researcher contribution“ von einer jungen Doktorandin
als Vortrag vorgestellt werden durfte. Ausgewählt wurde
Henry Ford-Preisträgerin Frau Martina Neises vom Institut für
Technische Thermodynamik der DLR in Köln. Sie zeigte auf,
auf welchem Stand die heutige solarthermische Wasserspaltung
ist und welche Probleme es noch zu lösen gibt. Für viele
ungewöhnlich war der Abschluss der Tagung mit einem Beitrag
von Frau Professor Dr. Ilka Parchmann, kürzlich zur Leiterin des
Departments für Chemiedidaktik an einem der beiden bundesweit
bestehenden Leibniz-Institute, dem IPN in Kiel ernannt.
Frau Parchmann begeisterte mit ihrer Darstellung am Beispiel
der Energiethematik, wie spannend heutzutage Chemieunterricht
sein kann. Da im Hörsaal Frauen aus den unterschiedlichsten
Ländern aus Europa, Asien, dem mittleren Osten und
Jakob Bierwagen
Thema der Tagung war die Wechselwirkung von Licht und Materie
aus physikochemischer Sicht. Die Tagung fand in den hervorragend
dafür geeigneten Räumlichkeiten der Robert Bosch
Stiftung im Heidehof, der historischen Villa von Robert Bosch
statt. Nach einer kurzen Begrüßung durch die Organisatoren
Herr Prof. von Rybinski (DBG), Herr Dr. Alkemade (Bosch), Herr
Dr. Geelhaar (Merck) und Herr Prof. Meerholz (Uni Köln) hielt
Herr Prof. Hell (MPI BPC) einen sehr eindrucksvollen Vortrag.
Er zeigte die Entwicklung der Lichtmikroskopie hin zur Nanoskopie
auf, wobei durch die Ausnutzung der physikochemischen
Eigenschaften von Fluoreszenzfarbstoffen Abbes Auflösungsgrenze
durchbrochen werden konnte. Im Anschluss
verdeutlichte Herr Prof. Müllen (MPI Polymerforschung), wie
man durch chemische Veränderung solcher Fluorophore ge-
TAGUNG
Nordafrika saßen, die in den verschiedensten politischen Regimen
sozialisiert worden sind, stellte sie die Frage, warum diese
Frauen sich für Chemie begeistert haben. Die Antwort war verblüffend,
denn die überwiegende Mehrzahl wurde durch engagierte
Lehrerinnen und Lehrer geprägt. In der anschließenden
Postersitzung konnte man sich über diese und andere wissenschaftliche
Fragen nochmals richtig intensiv austauschen. Die
lebhaften Gespräche wurden beim Conference Dinner, einem
zünftigen Hexenessen, fortgesetzt, und Netzwerke wurden gesponnen.
Den Abend ließen viele noch in dem regen Treiben
der Walpurgisnacht in den mittelalterlichen Gässchen Goslars
ausklingen. Das durchwegs positive Feedback macht klar: Im
nächsten Jahr muss es wieder eine Hexenküchentagung geben.
Da der 30.4.2011 auf einen Samstag fällt, werden viele
Frauen ihre Kinder mitbringen, denen ein tolles Programm im
Museumsbergwerk geboten werden wird. Das Schwerpunktthema
steht auch schon fest: biofunktionalisierte Grenz- und
Oberfl ächen.
ERLEBNISBERICHT ZU DEN NACHWUCHS-
WISSENSCHAFTLER GESPRÄCHEN DER
DEUTSCHEN BUNSEN-GESELLSCHAFT 2010
Dipl. Chem. Jakob Bierwagen
Max Planck Institute for biophysical Chemistry
Am Faßberg 11, D-37077 Göttingen
Telefon: +49-551-201 2517, FAX: +49-551-201 2505
E-Mail: jbierwa@gwdg.de
Der Schirmherr Herr Prof. Eigen beim Gespräch mit den Nachwuchswissenschaftlern
am Abend (Foto: Ulrich Alkemade).
145

TAGUNG
zielt bathochrome Effekte einstellen kann. Eine spannende
Einführung in die aktuelle Energiepolitik und die Möglichkeiten
zur umweltfreundlichen Strom- und Wasserversorgung der
Maghreb-Staaten und Europas durch das DESERTEC-Projekt
haben wir durch Herrn Prof. Müller-Steinhagen (DLR Stuttgart)
bekommen. Dieser Vortrag zeigte, wie viel Einfl uss die Forschung
zur Wechselwirkung von Licht und Materie auf gesellschaftliche
Belange hat und welchen Nutzen sie haben kann,
wenn man sie auch fördert. Bei dem anschließenden Dinner
gab der Schirmherr und Namensgeber Herr Prof. Eigen (MPI
BPC) einen sehr interessanten und humoristisch eingefärbten
Einblick in seine Karriere als Nachwuchswissenschaftler in
Göttingen kurz nach dem 2. Weltkrieg. So erzählte er, dass sich
die Doktoranden von Herrn Prof. Eucken aus einer „geheimen“
Flasche in Deutschland nicht erhältliches Quecksilber abzapften,
um ihre Barometer und Thermometer zu füllen, aber die
Flasche, damit der Betrug nicht auffl og, mit einem Silberspiegel
versahen. Nachdem der Betrug aber dann doch auffl og,
hat Herr Eucken wochenlang nicht mit seinen Doktoranden
gesprochen.
Herr Prof. Psaltis (EPFL Lausanne) gab am nächsten Morgen
eine gute Zusammenfassung von nichtlinearen Abbildungsverfahren
wie 2-Photonenmikroskopie und Structured-Illumination-
Microscopy (SIM). Bei der SIM wird die Probe in mehreren Achsen
mit einem gleichmäßigen Muster beleuchtet, wodurch mit
Hilfe mathematischer Entfaltung der Abbildung die Aufl ösung
erhöht werden kann. Im Anschluss konnte Herr Prof. Sandoghdar
(ETH Zürich) auf eindrucksvolle Weise zeigen, wie dramatisch
sich die Eigenschaften von Farbstoffmolekülen in extrem
kalter Umgebung sowie durch Nahfeldeffekte benachbarter metallischer
Nanopartikel verändern können. Herr Prof. Schlemmer
(Uni Köln) gab einen Vortrag über Laser-induzierte Reaktionen
unter Bedingungen wie sie in interstellaren Nebeln vorgefunden
werden, wodurch eine dramatische Deuteriumanreicherung in
größeren (organischen) Molekülen verstanden werden konnte.
Nach dem Mittagessen wurden in zwei Vorträgen von Herrn Prof.
Weller (Uni Hamburg) und Frau Prof. de Cola (Uni Münster) neue,
nicht organische Fluorophorklassen vorgestellt. Einerseits aus
Halbleitermaterialien bestehende Quantumpunkte, die durch geschickte
Verwendung von verschiedenen Hüllen sehr stabil und
blink-arm sind und andererseits Metallkomplexe, hier insbesondere
Iridium- und Rutheniumkomplexe, die besonders in organischen
Lösungsmitteln herausragende optische Eigenschaften
zeigen. Nach diesen hochinteressanten Vorträgen wurde der Tag
mit einer Exkursion in das städtische Weingut von Stuttgart beschlossen,
bei der noch viele interessante Gespräche und Diskussionen
entstanden.
Am letzten Tag waren noch zwei Vorträge angesetzt. Herr Prof.
Giessen (Uni Stuttgart) hat die in der letzten Zeit häufi ger in
den Medien auftauchenden Metamaterialien vorgestellt und
die physikalischen Grundlagen sowie die sich nun weit öffnenden
Anwendungsmöglichkeiten sehr einleuchtend erklärt. Einen
besonderen Fokus hat er dabei auf Quanteneffekte gelegt
die durch die neuen Materialien nun fast makroskopische Ausmaße
bekommen. Bei dem Vortrag von Herrn Dr. Pankert (Philips)
stand schließlich die Entwicklung in der Beleuchtungstechnik
im Zentrum. So entwarf er ein Szenario, nach dem in
ca. 10-15 Jahren 90 % aller verkauften Leuchtkörper auf LED
146
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
beziehungsweise OLED-Basis beruhen werden, was mit sich
bringt, dass sich die Industrie einerseits vollständig umstellen
muss, andererseits aber auch riesige Effi zienzsteigerungen
bei der Lichtausbeute erreicht werden können. Des Weiteren
wird sich die Beleuchtungstechnik verstärkt auf Unterhaltungsmedien
einstellen, wodurch der Austausch einer Lampe nicht
mehr durch ihre Lebensdauer bestimmt wird, sondern durch
die Entwicklung neuer Nachfolgeprodukte wie dies schon bei
den Computern der Fall ist.
Die Tagung hat mir als Teilnehmer sehr viel gebracht. Als Doktorand
im ersten Jahr habe ich viele interessante Ideen mitbekommen
und auch neue Kooperationspartner gefunden, mit
denen ich in Zukunft zusammenarbeiten werde. Da die Tagung
auf relativ wenige und nur angehende Wissenschaftler ausgelegt
ist, konnte man mit allen leicht in Kontakt kommen. Auch
die Diskussion mit den Vortragenden nach den Vorträgen sowie
in den Pausen waren dabei sehr lebendig, was vielleicht in
einem größeren Rahmen nicht möglich gewesen wäre. Daher
habe ich es als Ehre empfunden an der Tagung teilnehmen
zu dürfen und wünsche für die nächsten Jahre diesem Projekt
der Bunsen-Gesellschaft viel Erfolg dabei, auch weiterhin so
hochkarätige Vortragende zu gewinnen. Auch möchte ich den
Unterstützern dieser Veranstaltung, der Robert Bosch GmbH
und der Merck KGaA herzlich danken, die durch ihre fi nanzielle
und logistische Hilfe eine kostenlose Teilnahme und den reibungslosen
Ablauf der Tagung ermöglichten.
Die Teilnehmer der Manfred-Eigen Nachwuchswissenschaftler Gespräche
mit den Organisatoren (Foto: Ulrich Alkemade).

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Emil Roduner
Die Sonne strahlt das 10 000-fache des gesamten Weltenergiebedarfs
auf die Erde ein und bietet damit eine äußerst
attraktive Möglichkeit, die fossilen Energiequellen langfristig
durch CO 2-neutrale, regenerierbare Alternativen zu ersetzen.
Die Nutzung der Solarenergie zur Stromgewinnung war bisher
vor allem eine Sache für Ingenieure und Halbleiterphysiker,
alternative Projekte aber beruhen mehr und mehr auf chemischen
Prinzipien und stellen eine attraktive Herausforderung
an die kommende Generation von Chemikern dar.
Der aktuelle Anlass der Tagung
war der 100. Jahrestag der Geburt
von Theodor Förster am 15.
Mai 1910. Förster war von 1951
bis zu seinem viel zu frühen Tod
am 20. Mai 1974 Inhaber des
Lehrstuhls in Physikalischer Chemie
an der TU Stuttgart. Zu seinen
größten wissenschaftlichen Verdiensten
gehören die Beschreibung
des Förster-Zyklus, die Entdeckung
der Excimere sowie des
nach ihm benannten Resonanten
Energie-Transfers (FRET) elektronisch
angeregter Moleküle, der
Prof. Dr. Emil Roduner
Institut für Physikalische Chemie
Universität Stuttgart
Pfaffenwaldring 55, 70569 Stuttgart
E-Mail: e.roduner@ipc.uni-stuttgart.de
Tel. +49 (0)711/685-64490, Fax +49 (0)711/685-64495
TAGUNG
INTERNATIONALE BUNSEN DISKUSSIONSTAGUNG:
LIGHT HARVESTING AND SOLAR ENERGY CONVERSION
29. - 31. MÄRZ 2010, STUTTGART-HOHENHEIM
Theodor Förster
15.05.1910 – 20.05.1974.
ohne Emission und Reabsorption eines Photons strahlungslos
durch Dipol-Dipol-Wechselwirkung über Distanzen im Bereich
von 0.5 - 1.0 nm stattfi ndet. Dieser Mechanismus spielt eine
große Rolle in den Lichtsammelkomplexen der Photosynthese,
der Biolumineszenz sowie beim Betrieb organischer Halbleiter
in Leuchtdioden und Lasern.
Die Tagung begann mit einer Gedenksitzung,
zu der zusätzlich zu
den rund 75 regulären Teilnehmern
über 50 ehemalige Mitarbeiter
Theodor Försters sowie seine
beiden Söhne Eberhard und
Dietrich mit deren Familien anreisten.
Horst E. A. Kramer rief die
wesentlichen wissenschaftlichen
Verdienste Försters in Erinnerung,
und Herbert Dreeskamp ergänzte
sie durch persönliche Erinnerungen.
Gion Calzaferri, Inhaber der
Theodor-Förster-Gedächtnisvorlesung
2007, leitete mit seinem
Vortrag über die Manipulation
der Energietransferprozesse von
Lichtsammelmolekülen in den
H.E.A. Kramer,
Schüler von Theodor Förster.
Kanälen von Zeolithen in den wissenschaftlichen Teil der Tagung
über.
Thematisch befasste sich die Tagung mit den spektroskopischen
Grundlagen des Lichtsammelns in biologischen, biomimetischen
und technischen Systemen in der vollen Breite, mit
deren theoretischem Verständnis sowie mit den Anwendungen
in der Photovoltaik und der solaren Wasserspaltung. Bei
diesen Vorgängen läuft eine Vielzahl komplex zusammenspielender
Teilprozesse ab, beispielsweise die effi ziente Diffusion
positiver und negativer Ladungsträger, welche in der Photovoltaik
für die Ladungstrennung unerlässlich ist. Die beteiligten
Zustände müssen in ihrer Energetik und die Vorgänge in ihrer
Geschwindigkeit detailliert aufeinander abgestimmt sein,
damit der Gesamtprozess mit hoher Effi zienz geführt werden
kann.
147

TAGUNG
Schema der solaren Wasserspaltung an Halbleiter-Nanopartikeln.
Bei der solaren Wasserspaltung, die oft auch artifi zielle Photosynthese
genannt wird, faszinierte Akihiko Kudo die Zuhörer
mit seinem Bericht über die Entwicklung einfacher, kostengünstiger
Pulverkatalysatoren, die unter Licht in wässriger Lösung
spontan zu Blasenentwicklung führen, was die Spaltung
von Wasser eindrücklich nachweist. Zentral für die Funktion
ist der Photokatalysator, der die Lichtanregung mit anschließender
Ladungstrennung erlauben und an der Oberfl äche getrennte
aktive Plätze für die Bildung von Wasserstoff und Sauerstoff
zur Verfügung stellen muss. Mit Genugtuung wurde der
grundlegende Fortschritt auf diesem für Chemiker vielleicht
wichtigsten Gebiet der solaren Energieforschung zur Kenntnis
genommen.
Hand in Hand mit der Aufklärung
der Grundlagen geht die praktische
Umsetzung. Arndt Jäger
von OSRAM setzte als Vertreter
der Industrie den Fokus auf anwendungsbezogene
Aspekte wie
die Erhöhung der Lebensdauer
durch die Vermeidung von Degradationsprozessen
in organischen
Leuchtdioden (OLEDs), sozusagen
inversen Solarzellen, in de-
nen Licht aus Strom statt Elektrizität aus Licht gewonnen wird.
Das Auditorium ließ sich beeindrucken vom quecksilberfreien,
angenehm weißen Flächenstrahler, der bei einer Lebensdauer
von 5000 Stunden – deutlich mehr als bei einer Halogenlampe
– mit relativ kleinem Verlust elektrische Energie in Licht
umwandelt und in naher Zukunft als Tisch- oder Zimmerbeleuchtung
eingesetzt werden soll.
148
Weiße OLED-Leuchte ORBEOS TM
von OSRAM.
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
Auf bemerkenswert hohem Niveau trugen die Konferenzteilnehmer
mit Kurzvorträgen und Postern ihren Teil zum Erfolg der Tagung
bei. Die drei besten Poster wurden mit einem von der Royal
Society of Chemistry gestifteten Posterpreis ausgezeichnet. Als
Jüngste unter den Teilnehmern waren auch Carolin Huber und
Benedikt Rau vom Schlossgymnasium in Kirchheim unter Teck,
die im vergangenen Jahr bei Jugend forscht mit einer Arbeit
zur lichtinduzierten Wasserspaltung als Landessieger Baden-
Württemberg hervorgegangen waren. Zusammen mit weiteren
Studenten und Nachwuchswissenschaftlern stehen sie für die
Generation der Jugend, die sich von der Tagung haben inspirieren
lassen, das zentrale Problem der Energieversorgung unserer
Gesellschaft auf nachhaltige Weise zu lösen.
Jane Hordern von der RSC und der Tagungsvorsitzende überreichen die
Posterpreise.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
H. Kuhn, H.-D. Försterling, D.H.Waldeck
Principles of Physical Chemistry
1036 Seiten, 2. Aufl age
John Wiley&Sons, 105,99 €
The second edition of “Principles of Physical Chemistry” by H.
Kuhn, H.-D. Försterling and D. H. Waldeck aims to unify knowledge
in the fi eld of physical chemistry. The book has clear pedagogical
intentions: the authors aim to provide a global scientifi
c methodology for the comprehension of chemical systems
at different length scales, solidly based on general principles.
The authors choose to progress along the length scale from
atoms to their assemblies, molecules, and from individual
molecules to their assemblies, gas and condensed phases,
rather than treating the subjects independently. For this purpose,
they build bridges from the quantum theory of atoms to
complex molecular assemblies.
Their goal is reached mainly due to the way in which the book
is organized. In each chapter, the authors remind the reader
of the current position on the path, summarize what has been
learnt and show in which direction the argument will proceed.
The unity of the approach is thus clearly visible. The book
therefore achieves something which is not possible in the usual
series of lectures on physical chemistry, where subjects are
taught by different lecturers at different times during a scientifi
c education.
The fi rst two chapters, where the authors educate the reader
about the fundamentals of the scientifi c approach, are particularly
important. These two chapters are especially enjoyable,
and teachers in particular will benefi t from thinking about the
ideas expounded in these pages. The way in which wave-particle
duality and the concept of the wave function are introduced
is based on simple physical arguments about waves and is particularly
instructive.
The authors want the reader to develop an intuitive understanding
of chemical phenomena. They show that theories
are built step by step, with examples given throughout the
text. The authors thus do not wait for a theory to be formally
derived before using it to explain experimental facts. Complexity
is shown to arise from simple building blocks. In this respect,
the example of the particle in a box plays a central role
in the fi rst part of the book, where one progresses from the
fundamentals of quantum theory to intermolecular forces. The
authors take advantage of the simplicity of this model to introduce
several concepts of the quantum theory of atoms and
molecules. It is also used to describe π-electrons in molecular
systems and the emission of light. It is employed in such a way
that it appears natural to introduce electron density functional
Dr. Frédéric Leroy
Theoretical Physical Chemistry Group,
Eduard-Zintl-Institute for Inorganic and Physical Chemistry, Darmstadt University of Technology
Petersenstraße 22, D-64287 Darmstadt
E-Mail: f.leroy@theo.chemie.tu-darmstadt.de
BUCHBESPRECHUNG
theory and one is not astonished to see it again in the quantum
approach to the chemistry of solids.
By the end of Chapter 13, the authors have fi nished treating
quantum theory, from wave-particle duality to the electronic
structure of molecules. A quantitative view of chemical bonding
has been introduced and the absorption and emission of light
has been covered. Several spectroscopic methods have been
introduced and related to the quantum mechanical properties
of molecules and intermolecular forces.
Starting from the fourteenth chapter, the authors begin to set
up the basis of thermodynamics. Here again they follow their
initial approach of introducing ideas about how an assembly
of molecules behaves on the basis of what has been learnt
from their individual description. This allows the gradual introduction
of statistical mechanical concepts. The idea of entropy
and its application to phase equilibria then sound natural.
Although formal thermodynamics is given an entire chapter,
it comes after concepts such as heat, work, and energy have
been introduced and fully discussed.
It is a characteristic of the book that mathematics are never
given a dominant role. Nevertheless, rigorous and detailed
derivations can be found on the supporting CD-ROM, where
the authors take care not to neglect any step in a derivation.
The CD-ROM also contains problems, as well as conventional
and interactive Mathcad exercises.
The central role played by thermodynamics is convincingly illustrated
in the chapter devoted to reaction equilibria in aqueous
solutions and biological systems. The chapter dealing with electrochemical
cells illustrates the interplay between fundamental
and practical concepts in the conversion of energy. There are
also chapters dealing with real gases and equations of states,
real solutions, chemical kinetics, and transition state theory.
The two chapters that introduce soft matter complement very
well the aim of presenting a unifi ed approach. A chapter devoted
to supramolecular machines puts the reader in contact
with current applied research.
The book ends with Chapter 29, entitled: “Origin of Life: Matter
Carrying Information”. The statistical approach and the other
concepts introduced in the book are used here to discuss the
physical approach to the ultimately complex system: life. This
chapter is as enjoyable to read as the fi rst two. Here, all that
which makes this book unique can be found.
The book is broadly intended for scientists whose activities are
related to physical chemistry. It is also intended for undergraduate
and graduate students, although only the most advanced
of these will be able to fully benefi t from its contents.
Frédéric Leroy
149

BUNSENTAGUNG/AKTUELLES
150
ANSPRACHE DES
ERSTEN VORSITZENDEN ZUR
ERÖFFNUNGSSITZUNG DER
109. HAUPTVERSAMMLUNG
DER DEUTSCHEN
BUNSEN-GESELLSCHAFT FÜR
PHYSIKALISCHE CHEMIE
IN BIELEFELD, 13. MAI 2010
Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Mitglieder und Freunde
der Bunsen-Gesellschaft, liebe Gäste!
Im Namen des Vorstandes der Bunsen-Gesellschaft für Physikalische
Chemie möchte ich Sie sehr herzlich in Bielefeld
begrüßen und es ist mir eine besondere Ehre, die Bunsentagung
offi ziell eröffnen zu können. Ich freue mich, dass so viele
Freunde der Physikalischen Chemie zur diesjährigen Bunsentagung
gekommen sind - trotz des langen Wochenendes und
des Feiertags. Ich hoffe daher, dass sich für Sie alle der Einsatz
lohnt, und dass Sie hier bei der Bunsentagung wieder ein
spannendes Forum fi nden, bei dem Sie Ihre Ergebnisse vorstellen,
neue Resultate aus anderen Arbeitsgruppen erfahren,
alte Kontakte vertiefen und neue knüpfen können.
Das Hauptthema der Tagung in diesem Jahr lautet:
“Interfacial Systems Chemistry: Out of the Vacuum, Through
the Liquid, Into the Cell”
Die Chemie an Grenzfl ächen bestimmt in entscheidender Weise
die Funktion unzähliger technischer und natürlicher Systeme
bis zu uns trivial erscheinenden Alltagsanwendungen. Wir sind
alle heute schon, auch wenn wir nicht wissenschaftlich tätig waren,
mit Grenzfl ächen in Kontakt gekommen, so beim Frühstück
oder beim morgendlichen Duschen. Die Physikalische Chemie
hat nur in wenigen anderen Gebieten von Forschung und Technologie
so deutliche Erfolge auch als Brückenfunktion gezeigt
wie in der Grenzfl ächenforschung, wobei zunehmend komplexere
Fragestellungen einbezogen werden. Traditionsgemäß ist
bei diesem Gebiet eine enge Zusammenarbeit zwischen Grundlagenforschung
und Anwendung gegeben und ich hoffe, dass
sehr viele Gelegenheiten bestehen werden für einen intensiven
Austausch zwischen Forschern beider Richtungen, was wie viele
wissen, mir als Vertreter der industriellen Forschung besonders
am Herzen liegt. Das Thema „Grenzfl ächen“ wird in den
nächsten zwei Tagen sicher unsere ganze Aufmerksamkeit ha-
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
ben und ich danke Herrn Prof. Dr. Armin Gölzhäuser und Herrn
Prof. Dr. Christof Wöll sehr herzlich für die wissenschaftliche
Vorbereitung dieser hochaktuellen Tagung.
Bei der letzten Bunsentagung haben wir zum ersten Mal die Eröffnung
auf den Donnerstagabend verlegt. Hintergrund hierfür
war unser Bestreben, dem wissenschaftlichen Programm, der
Diskussion und den Postern so viel Platz wie möglich einzuräumen.
So werden wir heute Abend auch noch das Vergnügen haben,
dass zunächst Herr Prof. Dr. Thomas Müller-Kirschbaum
zur industriellen Anwendung sprechen und anschließend Herr
Prof. Dr. George M. Whitesides von der Harvard University uns in
einem Festvortrag das Thema „Interfacial Systems Chemistry“
näher bringen wird.
Ich danke speziell auch Frau Dr. Paula Barreleiro und Herrn Dr.
Klaus Griesar, die diesmal das Industriesymposium vorbereitet
haben. Diese Veranstaltung erweitert seit einigen Jahren das
Programm der Bunsentagung und soll die Zusammenarbeit
mit Forschern aus der Anwendung vertiefen. Als Vertreter der
industriellen Forschung hoffe ich natürlich auf rege Teilnahme
an dem Industriesymposium und interessante Gespräche. Es
ist eine wichtige Aufgabe, die Bunsen-Gesellschaft für junge
Leute noch attraktiver zu machen. Junge Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler sind bei der Bunsentagung oft diejenigen,
die vortragen, oder noch häufi ger diejenigen, die Poster
über Ihre Arbeit vorstellen.
Damit ihre Poster noch sichtbarer werden, gibt es wie im vergangenen
Jahr die von PCCP gestifteten Posterpreise und bis
zu 10 „hot Topic“ Poster. Alle ausgewählten Poster werden in
der Abschluss-Plenarsitzung kurz vorgestellt.
Wie kommt man vom Postdoc zum Professor? Das Karriere forum
der Bunsen-Gesellschaft hat sich dieser Zielgruppe gewidmet.
Begonnen haben wir mit dieser Aktivität in Graz. In diesem Jahr
wurde das Thema erweitert. In der gerade zu Ende gegangenen
Veranstaltung wurde über Karrierewege zwischen Industrie und

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Hochschule diskutiert. Das Karriereforum ist dieses Jahr mit
über 150 Anmeldungen auf ein außergewöhnlich hohes Interesse
gestoßen. Ich möchte an dieser Stelle Herrn Dr. Harry Hoster,
der diese Veranstaltung federführend organisiert hat, sehr
herzlich danken. Besonderer Dank gebührt aber allen, die diese
Tagung hier vor Ort erfolgreich vorbereitet haben – stellvertretend
möchte ich Frau Prof. Dr. Katharina Kohse-Höinghaus sowie
Herrn Dr. Andreas Brockhinke und Herrn Prof. Dr. Armin Gölzhäuser
nennen, die diesen Dank den vielen Studierenden und
weiteren Helfern hier in Bielefeld weiterleiten werden.
Obwohl der Schwerpunkt der Tagung natürlich das wissenschaftliche
Programm ist, möchte ich Ihnen nun noch in selektiver
persönlicher Sicht einige Ereignisse und Themen in unserer
Gesellschaft aus dem Jahr seit der letzten Bunsentagung
in Köln berichten. Dies soll aufzeigen, dass die Bunsentagung
zwar ein wichtiges Event der Bunsen-Gesellschaft ist, aber
darüber hinaus auch viele weitere wichtige Aktivitäten laufen.
Bevor ich dazu komme, möchte ich zuerst zu den Mitgliedern
und Veränderungen bei dem Mitgliederstand der Bunsen-Gesellschaft
etwas sagen. Seit Mai 2009 haben wir wiederum
viele neue Mitglieder gewinnen können. Es freut mich besonders,
hierbei auch zahlreiche junge Wissenschaftler zu fi nden,
die sich für uns entschieden haben.
Aber wir trauern auch um Kollegen aus unserem Kreis, die seit
der letzten Bunsentagung in Köln verstorben sind. Wir sollten
ein ehrendes Andenken an sie bewahren.
Zum Thema Kommunikation ist zu berichten, dass die Bunsen-
Gesellschaft seit der letzten Bunsentagung wiederum zahlreiche
erfolgreiche Konferenzen mit getragen hat. Bereits zum
3. Mal fanden die Manfred-Eigen Nachwuchswissenschaftlergespräche
der Bunsen-Gesellschaft diesmal zum Thema „Wechselwirkung
von Licht und Materie“ unter Teilnahme des Schirmherrn,
Herr Prof. Dr. Manfred Eigen im Bosch-Haus in Stuttgart
statt. Sehr renommierte Experten zu verschiedenen Gebieten
fanden sich zu einer Diskussion mit jungen Wissenschaftlern
in kleinem Kreis. Ich danke Herrn Prof. Dr. Klaus Meerholz,
Herrn Dr. Ulrich Alkemade und Herrn Dr. Thomas Geelhaar für
die Organisation und den Sponsoren, insbesondere der Robert-
Bosch GmbH und der Merck KGaA für ihre Unterstützung, so
dass eine kostenlose Teilnahme und Verpfl egung möglich war.
Sie, die jungen Leute, die von dieser Veranstaltung profi tieren
konnten, hoffen wir überzeugt zu haben, dass sich eine Mitgliedschaft
und aktive Mitarbeit bei uns lohnt.
Wir bemühen uns und haben auch – wie ich glaube – großen
Erfolg damit, das Bunsen-Magazin ansprechend und anregend
zu gestalten, und Ihnen mit Leitartikeln und aktuellen Beiträgen
eine nützliche und gern gelesene Mitgliederzeitschrift zu bieten.
An dieser Stelle möchte ich unserem langjährigen Schriftleiter,
Herrn Prof. Dr. Peter Schmidt, Darmstadt, sehr herzlich für sein
herausragendes Engagement danken. Seine Nachfolge hat Herr
Prof. Dr. Rolf Schäfer, ebenfalls aus Darmstadt, angetreten und
ich freue mich auf eine weiterhin sehr gute Zusammenarbeit mit
ihm und die Weiterentwicklung des Formats des Bunsen-Magazins.
PCCP als unsere wissenschaftliche Zeitschrift ist erfolgreicher
und schneller als jemals zuvor. Ich möchte Sie auf das spezielle
Themenheft aufmerksam machen, das gerade erschienen
BUNSENTAGUNG/AKTUELLES
ist mit Artikeln zum Hauptthema dieser Bunsentagung.
Meine Damen und Herren dies ist ein kurzer Überblick über Aktionen
und Ereignisse der Bunsen-Gesellschaft – wenn Sie diese
Aktivitäten gut und wichtig fi nden: engagieren Sie sich, sagen
Sie es weiter, machen Sie Vorschläge. Wir unterstützen Sie
dabei, die Bunsen-Gesellschaft lebt aber von Ihren Mitgliedern!
Kommen wir nun zurück zu aktuellen Herausforderungen und
Themen. In einer Zeit, in der sich langfristige Fragen den Naturwissenschaften
stellen, wie das Thema Nachhaltigkeit oder eine
gesicherte Energieversorgung, muss eine physikalisch-chemische
Gesellschaft ein Ort der Diskussion und des Wissens über
entsprechende quantitative Zusammenhänge sein. Hierbei ist
wiederum die enge Interaktion zwischen Grundlagenforschung
und Anwendung von herausragender Bedeutung, um die Rolle
der Physikalischen Chemie weiter zu stärken. Wir beteiligen uns
aktiv an der aktuellen Diskussion um die Bachelor- und Masterstudiengänge.
So haben wir u.a. eine gemeinsame Erklärung
verschiedener Gesellschaften zur Bedeutung der Promotion in
den Natur- und Ingenieurwissenschaften in Deutschland mit
erstellt, eine Stellungnahme der GDCh und der DPG zum Stand
des Bologna-Prozesses unterstützt, aber auch eine eigene Initiative
zur Erstellung von Empfehlungen zur Vereinheitlichung
der Modulgrößen der Bachelor- und Promotionsstudiengänge
im Bereich der Physikalischen Chemie gestartet.
In den vergangenen Jahren haben wir das Thema Energie und
die damit zusammenhängenden physikalisch-chemischen Vorgänge
intensiv verfolgt. Ich erinnere an unsere Energiebroschüre
oder auch nochmals an unsere Manfred-Eigen Nachwuchswissenschaftlergespräche.
Diese Aktivitäten sind für mich als Industrievertreter
von besonderem Stellenwert, da sie unseren jungen
Wissenschaftlern die Bedeutung der Physikalischen Chemie für
die Anwendung aufzeigen und wir mit ihnen gemeinsam aktuelle
Fragestellungen aus industrieller und wissenschaftlicher Sicht
diskutieren und bearbeiten können. Das ist ein Aufgabengebiet,
dem sich die Deutsche Bunsen-Gesellschaft auch in Zukunft
weiterhin intensiv widmen muss, damit dringende gesellschaftliche
Probleme durch gut ausgebildete Wissenschaftler zielstrebig
und fundiert angegangen werden können. Die Begeisterung
der jungen Wissenschaftler für die Physikalische Chemie und
ihre Anwendungen in der Industrie ist dabei selbstverständlich
nur ein Aspekt – genauso wichtig ist die gute wissenschaftliche
Ausbildung unseres Nachwuchses an den Hochschulen und die
Fähigkeit, eigene Ideen in Projekten zielstrebig zu verfolgen.
Hier sehe ich die Deutsche Bunsen-Gesellschaft mit ihren spezifi
schen Veranstaltungen wie auch dem Karriereforum bereits
gut aufgestellt. Ich werde mich mit dem Vorstand der Bunsen-
Gesellschaft dafür einsetzen, dass wir auch in Zukunft unserem
wissenschaftlichen Nachwuchs die Möglichkeiten für die Karriereplanung
sowohl in der Industrie als auch in der Hochschule
mit all ihren Vorteilen und Risiken aufzeigen und ihn bestmöglich
auf seinem Weg begleiten.
Meine Damen und Herren, ich möchte damit meinen zusammenfassenden
Überblick über die Aktivitäten der Bunsen-Gesellschaft
beenden und uns allen spannende und angenehme
Tage mit interessanten Diskussionen wünschen.
Wolfgang von Rybinski
151

Fotos:
Andreas Brockhinke
Heiko Link
Impressionen
Bunsentagung 2010
in Bielefeld

PREISE/EHRUNGEN
Dr. Henning Schmidgen
[Foto: Heiko Link]
Arbeitsplatz der Wissenschaftler.
154
PAUL-BUNGE-PREIS 2010
AN DR. HENNING SCHMIDGEN
Wissenschaftliche Instrumente
sind Teil unseres wissenschaftlich–kulturellen
Erbes. Sie liefern
Erkenntnisse über die Genese
von Wissen und über die
Beziehungen zwischen Wissenschaft,
Wirtschaft, Kultur und
Gesellschaft. Ihre historische
Erforschung ist ein junges Arbeitsgebiet
der Wissenschaftsgeschichte.
Ausgangspunkt in
den 1980er Jahren war die
Erfahrung einer nachhaltigen
Transformation der Forschungspraxis
durch den Einzug von
Elektronik und Computer am
Von der Deutschen Bunsen-Gesellschaft und der Gesellschaft
Deutscher Chemiker gemeinsam getragen, fördert die Hans R.
Jenemann-Stiftung die historische Erforschung wissenschaftlicher
Instrumente. Von Hans R. Jenemann, dem 1996 verstorbenen
Sammler und Historiker der Chemischen Analysenwaage,
ins Leben gerufen, verleiht die Stiftung seit 1993 den
international ausgeschriebenen Paul-Bunge-Preis. Der Name
des Preises erinnert an den bedeutendsten Konstrukteur chemischer
Analysenwaagen im 19. Jahrhundert.
Der diesjährige Preisträger ist Dr. Henning Schmidgen. Als
Psychologe ausgebildet und mit einem Zweitstudium in Philosophie,
nach der Promotion zunächst für zwei Jahre in der
klinischen Psychologie tätig, arbeitet er seit 1997 am Max-
Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte in Berlin – unterbrochen
durch Forschungsaufenthalte und Gastprofessuren
an der École des Hautes Études en Sciences Sociales in
Paris, der Stanford University und der Harvard University. Im
Rahmen eines Projekts zur Geschichte der Experimentalisierung
der Lebenswissenschaften bearbeitet Schmidgen die
Instrumentalisierung der kognitions- und neurophysiologischen
Forschung im 19. und 20. Jahrhundert. Daneben ist er
maßgeblich an der Schaffung einer Bild- und Text-Datenbank
zur Geschichte von Experiment und Instrument beteiligt, die
als „Virtual Laboratory“ als
Referenz international genutzt wird. Von 2000 bis 2005 war
Schmidgen Gründungsmitglied der „Jungen Akademie“ an der
Berlin- Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften und
der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina.
Die wissenschaftlichen Arbeiten von Henning Schmidgen sind
von theoretischen Überlegungen geleitete historisch-empirische
Fallstudien zur Instrumentalisierung des Labors im 19. Jhdt. Im
Zentrum stehen die damit verbundenen Experimentalpraktiken.
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
Besondere Aufmerksamkeit gilt der Messung rasch ablaufender
Sinnesvorgänge, ein Gebiet an der Schnittstelle von Philosophie,
Psychologie, Physiologie und Experimentalphysik, dem
in der 2. Hälfte des 19. Jhdts. ein ähnlicher Stellenwert zukam
wie der Kognitions- und Hirnforschung heute. Schmidgens Aufsätze
zum Hippschen Chronoskop und zur Donders-Maschine,
Apparate zur Messung der Geschwindigkeit psychophysischer
Reaktionen, gelten bereits heute als Klassiker. Sie gehen aus
von konkreten Objekten, rekonstruieren die Praxisbezüge, in
denen diese verwendet wurden, das materielle und technologische
Umfeld, ohne das sie nicht möglich gewesen wären,
ferner den methodologischen und philosophischen Diskurs
und stellen schließlich theoretische Fragen wie die nach der
Grenze zwischen individuellem Instrument, Experimentalsystem
und technisch-materiellem Kontext.
In seinem kürzlich erschienenen Buch „Die Helmholtz’ Originalkurven:
Auf der Spur der verlorenen Zeit“ (Berlin: Merve-
Verlag, 2010) geht Schmidgen aus von einem singulären
Archivfund: Helmholtz’ Originalkurven von 1850/51 zur Fortpfl
anzungsgeschwindigkeit der Nervenreizung, einem der
Schlüsselexperimente für die Begründung der modernen Lebenswissenschaften.
Helmholtz’ Zeitexperimente untersuchen
das Intervall zwischen Reiz und Reaktion, Wahrnehmung und
Handlung, und machen die „verlorene Zeit“ zur intrinsischen
Dimension des Organismus. Die Arbeit stellt Helmholtz’ Untersuchungen
in den historischen Kontext der Experimentalisierung
und Instrumentalisierung von Wahrnehmungsprozessen
sowie in den systematischen Kontext des wechselseitigen
Bezugs von digitalen und analogen Inskriptions- bzw. Repräsentationspraktiken.
Dabei kontextualisiert Schmidgen die
Kymograph nach Carl Ludwig mit fortlaufendem Registrierstreifen; aus: Elie
de Cyon, Atlas zur Methodik der Physiologischen Experimente und Vivisectionen
(Giessen/St. Petersburg: Ricker, 1876). [Quelle: http://vlp.mpiwgberlin.mpg.de]

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Experimentalpraktiken der Physiologen mit den Vernetzungs-
und Dynamisierungstechnologien des 19. Jhdts. (Telegraphie,
Zentraluhren, Publikationsmedien), der Geschichte von Photographie,
Kinematographie und künstlerischen Bewegungsstudien
und weitet den Blick damit zu einer Kultur- und Mediengeschichte
der Wahrnehmung, die zunehmend als instrumentell
vermittelte Wahrnehmung zu verstehen ist.
Prof. Dr. Christoph Meinel
Lehrstuhl für Wissenschaftsgeschichte
Universität Regensburg
D-93040 Regensburg, Germany
Tel. +49-941-943 3661, Fax +49-941-943 1985
http://www-wissenschaftsgeschichte.uni-regensburg.de
PREISE/EHRUNGEN
Für diese Arbeiten und für den Aufbau des „Virtual Laboratory“
wurde Dr. Henning Schmidgen im Rahmen der 109. Hauptversammlung
der Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische
Chemie in Bielefeld am 13. Mai 2010 der Paul-Bunge-
Preis verliehen.
VERLEIHUNG DES
NERNST-HABER-BODENSTEIN-PREISES
AN PROF. DR. JENS MICHAELIS
Prof. Dr. Jens Michaelis
[Foto: Heiko Link]
Der Nernst-Haber-Bodenstein-
Preis wird von der Bunsen-Gesellschaft
jährlich ausgeschrieben
und zur Anerkennung
hervorragender wissenschaftlicher
Leistungen in der Physikalischen
Chemie im Gedächtnis
an Max Bodenstein, Fritz
Haber und Walther Nernst an
jüngere Wissenschaftler verliehen.
Der Nernst-Haber-Bodenstein-Preis
ging in diesem
Jahr an Herrn Prof. Dr. Jens
Michaelis, München. Mit dem
Preis wurden seine Arbeiten
auf dem Gebiet der Entwick-
lung modernster Einzelmolekülfl uoreszenztechniken und deren
Anwendung auf die strukturelle Untersuchung von Proteinkomplexen
ausgezeichnet.
Herr Michaelis studierte Physik in Ulm und Oregon. Sein Studium
schloss er 1996 mit dem Master of Science der Universität
Oregon ab und promovierte im Jahr 2000 bei Herrn Prof. Mlynek
in Konstanz. Anschließend kehrte Herr Michaelis zurück in die
USA an die Universität von Kalifornien in Berkeley, wo er in der
Gruppe von Prof. Bustamante als Postdoktorand forschte.
Nach seiner Rückkehr nach Deutschland arbeitete er an der
LMU München anfangs als Leiter der Arbeitsgruppe “Nanomechanics“
und seit Ende 2008 auf einer W2 Tenure Track Professur
am Department of Chemistry and Biochemistry.
Sein Arbeitsgebiet besteht in der Entwicklung modernster Einzelmolekülfl
uoreszenzmethoden, die er sehr erfolgreich auf
verschiedene biophysikalische Problemstellungen anwendet.
Besonders herausragend ist die Struktur- und Funktionsaufklärung
von Proteinkomplexen. Hier ist es Herrn Michaelis
erstmals gelungen, durch Einzelmolekülfl uoreszenznachweis
die Struktur und Position von fl exiblen Bereichen in den Proteinkomplexen
zu ermitteln.
In einem zweiten Ansatz hat er ein anderes zentrales Thema
zum Verständnis der Expression des Genoms aufgenommen.
Wiederum mit Hilfe von Einzelmolekülfl uoreszenzspektroskopie
konnte er die Konformationsumwandlungen von ATPase
während des mechano-chemischen Zyklusses entschlüsseln.
Diese Entschlüsselung bildet die Grundlage für das heutige
Verständnis der Positionierung von Nukleosomen in Eukaryonten,
die für die Bindung von Proteinen an bestimmte DNA
Sequenzen verantwortlich sind.
Für diese grundlegenden Beiträge zur biophysikalischen Chemie
wurde er auf der Bunsentagung in Bielefeld mit dem
Nernst-Haber-Bodenstein-Preis ausgezeichnet.
155

PREISE/EHRUNGEN
156
POSTERPREISE
DER BUNSENTAGUNG 2010
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
Mit über 200 Postern präsentierte die Posterausstellung einen wesentlichen Teil des wissenschaftlichen Programms der Bunsentagung
2010. Damit die Poster noch sichtbarer werden, wurden durch ein Gutachtergremium nicht nur die drei Posterpreise ausgewählt,
sondern auch „hot Topic“ Poster. Alle ausgewählten Poster wurden in der Abschluss-Plenarsitzung von den Posterautoren
mit aussagekräftigen Folien vorgestellt.
POSTERPREISE
Posterpreisträger (von links) Konrad Meister, Wolfgang Christen, Sebastian
Weiße mir Erstem Vorsitzenden der Bunsen-Gesellschaft Wolfgang von
Rybinski (rechts).
P16
Metal-carbonyl complexes as a new modality for label-free live
cell imaging by Raman microspectroscopy
Konrad Meister, Johanna Niesel, Ulrich Schatzschneider, Nils
Metzler-Nolte, Diedrich A. Schmidt, Martina Havenith
With the help of confocal Raman microspectroscopy we were
able to localize the biological active metal compound [Mn(tpm)
(CO) 3]Cl in living cells. The goal of the collaboration between
the research groups of Professor Havenith and Professor Metzler-Nolte
within the Research Department of Interfacial Systems
Chemistry in Bochum is to provide new insights into the
mode of actions of metal-containing drugs.
3D Raman intensity images of HT29 colon cancer cells incubated
with an aqueous solution of [Mn(tpm(CO) 3]Cl show that this
compound penetrates the cell and selectively accumulates in
the nuclear membrane and the nucleolus. The C ≡ O stretching
vibration of the compound serves as an intrinsic spectroscopic
marker since the C≡O bond is in a region where no cellular
bands are present. This work shows that a label-free detection
of metal-carbonyls in living cells is possible. The localization of
the compound in the nucleus gives the synthetic chemists new
valuable hints on the biological mode of action and possible
improvements of the compound.
See e .g.: K. Meister, J. Niesel, U. Schatzschneider, N. Metzler-Nolte,
D. A. Schmidt, M. Havenith, “Label-Free Imaging of solvated Metal-
Carbonyl Complexes in Live Cells by Raman Microspectroscopy”,
Angewandte Chemie International Edition 49, 3310-3312 (2010)
P74
4D-Tracking of pathogens by Digital In-line Holographic Microscopy
Sebastian Weiße, Matthias Heydt, Niko Heddergott, Markus
Engstler, Michael Grunze, Axel Rosenhahn
The blood parasite Trypanosoma brucei is the causative agent
of the lethal African Sleeping Sickness. One possible mechanism
by which the parasite evades the host’s immune system
is based on the self-propulsion of the pathogen (Engstler et
al., Cell 2007). Since to date there is not known much about
the complex swimming patterns of Trypanosoma brucei we
investigate the organism‘s motility by using digital in-line holographic
microscopy (Xu et al., Opt Lett 2003; Heydt et al., Journal
of Adhesion 2007). This technique enables us to conduct
a fully three-dimensional and therefore quantitative motility
analysis. We developed a transportable holographic microscope
allowing measurements under the control of experimental
parameters such as temperature and viscosity under
fl ow or static conditions and therefore a systematic variation
of these factors.
Engstler, M. et al. „Hydrodynamic fl ow-mediated protein sorting
on the cell surface of trypanosomes.“ Cell 131, 505-515
(2007).
Heydt, M et al. „Digital in-line holography as a three-dimensional
tool to study motile marine organisms during their exploration
of surfaces.“ Journal of Adhesion 83, 417-430 (2007).
Xu, W. et al. „Tracking particles in four dimensions with in-line
holographic microscopy.“ Optics Letters 28, 164-166 (2003).

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
P99
Supersonic Beams at High Particle Densities Chemical Physics
beyond the Ideal Gas Approximation
Wolfgang Christen, Björn Kobin, Oliver Korup, Tim Krause,
Klaus Rademann
We are investigating the physicochemical properties of nanosized
particles employing high pressure supersonic jet expansions.
Both neutral and singly charged clusters from molecules
such as H 2O, CO, CO 2, C xH y with sizes between 2 and 20,000
units serve as well defi ned, wall-free test tubes. Advanced
mass spectrometric methods are combined with ultrahigh
vacuum surface science techniques for the exploration of fundamental
processes such as homogeneous and heterogeneous
condensation, collision-induced dissociation, metastable
fragmentation, ion-molecule, molecule-surface, and clustersurface
reactions. These studies are relevant for analytical
and atmospheric chemistry, and also for materials science and
chemical engineering.
http://clusterlab.de
Representative publications are: J. Phys. Chem. A 102, 9420
(1998); Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc. 174, 35 (1998).
J. Chem. Phys. 125, 174307 (2006); Phys. Scr. 80, 048127
(2009).
HOT TOPIC POSTER
PREISE/EHRUNGEN
P35
Multi-scale modeling of solid oxide fuel cells: From pattern anodes
to a hybrid power plant system
W. G. Bessler, F. Leucht, M. Henke, V. Yurkiv, M. Vogler
P39
Towards the engineering of functional molecular architectures:
the infl uence of substrate-molecule and molecule-molecule interactions
on the assembly of porphyrins on different surfaces
Florian Buchner, Elisabeth Zillner, Michael Röckert, Stephanie
Gläßel, Hans-Peter Steinrück, Hubertus Marbach
P48
Freestanding polymer carpets
André Beyer, Ihsan Amin, Martin Steenackers, Ning Zhang, Xianghui
Zhang, Rainer Jordan, Armin Gölzhäuser
P110
Chemistry of hydrated transition metal cluster and their reactivity
with nitrogen oxides in the gas phase
Christian van der Linde, Robert F. Höckendorf, O. Petru Balaj,
Martin K. Beyer
P125
Photon Density Wave spectroscopy for in-line particle sizing
Dorit Munzke, Roland Hass, Oliver Reich
P127
Annealing effects on the magnetic properties of Mn-doped
CdSe/CdS semiconductor nanoparticles
Shih-Hao Kung, Christina Graf, Andreas Hofmann, Krischan
Jeltsch, Christine Boeglin, Eckart Rühl
P170
In situ SEM study of the electrode system Pt(O 2)YSZ
Hendrik Pöpke, Eva Mutoro, Bjoern Luerßen, Jürgen Janek
P178
Detailed investigation of the growth kinetics and mechanism of
ZnO nanorods in methanol
Martin Klaumünzer, Michael Voigt, W. Peukert
P208
Predicting enthalpies of vaporization of Imidazolium-based
ionic liquids from far Infrared spectra
Alexander Wulf, Koichi Fumino, Ralf Ludwig, S. P. Verevkin, A.
Heintz
P216
In situ assembly of macromolecular comlexes triggered by light
Christian Grunwald, Katrin Schulze, Annett Reichel, Victor U.
Weiss, Dieter Blaas, Jacob Piehler, Karl-Heinz Wiesmüller,
Robert Tampé
157

BUNSENTAGUNG/AKTUELLES
Harry Hoster
Als „Karriere“ (von französisch „carrière“) bezeichnet man
die persönliche Laufbahn eines Menschen in seinem Berufsleben.
Wörtlich kann man „Karriere“ mit „Fahrstraße“ übersetzen.
Das Karriereforum, das seit 2007 jährlich im Rahmen
der Bunsentagung stattfi ndet, richtete sich als Informationsveranstaltung
zunächst an alle Fahrer auf jener Straße, die in
der Physikalischen Chemie von der Promotion bis zur ersten
Professur führt. Dass diese Straße abschnittsweise weniger
dem Champs-Élysées als dem Brenner gleicht, hat sich herumgesprochen.
Klar ist aber auch, dass niemand gezwungen
ist, sich als autodidaktischer Einzelkämpfer auf diesen Weg
zu machen. Als Netzwerk promovierter Physikochemiker 1 hat
sich der so genannte „aktive Kern des Karriereforums“ gebildet,
dem momentan zwölf Wissenschaftler zuzurechnen sind
(Namensliste siehe unten). Sowohl der aktive Kern als auch
das Karriereforum als Informationsveranstaltung sucht mittlerweile
zum erweiterten Wissens-, Informations- und Erfahrungsaustausch
bewusst auch den Kontakt zu Kollegen, die sich für
eine Tätigkeit in der freien Wirtschaft entschieden haben. Einige
Ideen und Gedanken aus der Mitte dieses Netzwerkes sind
in den vergangenen Jahren in Form von Artikeln im Bunsenmagazin
(5/2008, 2/2009, 3/2009, 4/2009) oder den Nachrichten
aus der Chemie (11/2009) sichtbar geworden.
Wie in den drei Jahren zuvor war auch das Karriereforum 2010
darauf ausgerichtet, den etwa 80 Teilnehmern dabei zu helfen,
sich klarer über die eigenen berufl ichen Ziele zu werden und
sie mit den Verkehrsregeln und möglichen Antriebshilfen auf
dem Weg dorthin vertrauter zu machen. In einem von vielen
Fragen begleiteten Beitrag gab Wiltrud Christine Radau vom
Deutschen Hochschulverband eine Übersicht über „Qualifi kationsprofi
le und –wege für Nachwuchs wissenschaftler“. Schwerpunkt
waren die verschiedenen, für promovierte Wissenschaftler
in Frage kommenden Arbeitsverhältnisse sowie damit
verbundene Rechte und Pfl ichten, Probleme und Perspektiven.
Besonders wichtig: die Beschränkung der Beschäftigungsdau-
158
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
KARRIEREWEGE ZWISCHEN
INDUSTRIE UND HOCHSCHULE –
EIN RÜCKBLICK AUF DAS KARRIEREFORUM
AUF DER BUNSENTAGUNG 2010
Dr. Harry Hoster
Universität Ulm, Institut für Oberfl ächenchemie und Katalyse
89069 Ulm
Tel.: +49 (0)731/50-25469, Fax: +49 (0)731/50-25452
E-Mail: harry.hoster@uni-ulm.de
er in einem befristeten Arbeitsverhältnis auf maximal 12 Jahre
(§2 Abs. 1 WissZeitVG). Vielen ist nicht bewusst, dass in diese
12 Jahre auch die Promotionszeit eingeht, selbst wenn diese
nicht mit einem Angestelltenverhältnis verknüpft, sondern z.B.
über ein Stipendium fi nanziert war. Abziehbar sind lediglich
längere Auslandsaufenthalte. Auch die Segnungen des Föderalismus
kamen zur Sprache, die den ohnehin fi nanzstarken
Bundesländern über die länderspezifi sche Professorenvergütung
weitere (potenzielle) Vorteile im Wettbewerb um die besten
Köpfe verschaffen. Skurril muten auch andere Folgen einiger
jüngerer Reformen an: wer als frisch berufener Professor
das Glück hat, in seiner neuen Position auf die Unterstützung
durch einen nach A-Besoldung bezahlten akademischen Rat
zählen zu können, sollte nicht zögern, diesen bei Gelegenheit
auch um fi nanziellen Beistand zu bitten – denn der Rat verdient
vermutlich mehr als sein neuer Vorgesetzter.
Als Referentin für Chemie und Verfahrenstechnik bei der DFG
gab anschließend Kathrin Winkler einen Überblick über Förderprogramme
mit besonderer Relevanz für Naturwissenschaftler
vor der ersten Berufung. Hier gab es eine Reihe von Rückfragen
zu den Konzepten der Nachwuchsgruppen oder auch der
Heisenberg- und Lichtenbergprofessuren. Dabei stellte sich
heraus, dass man sich um viele individuelle Förderprogramme
möglichst schon bei Abgabe der Dissertation kümmern sollte,
um dann nach der Promotion in den Genuss einer möglichst
nahtlosen Anschlussfi nanzierung kommen zu können.
Wie die Überschrift dieses Artikels andeutet, lag der thematische
Schwerpunkt des Karriereforums 2010 jedoch nicht auf
rein akademischen Berufsbildern. Vielmehr wollten wir einen
Eindruck gewinnen, wie durchlässig denn in Deutschland die
Barrieren zwischen akademischer Forschung einerseits und
Arbeit in der Industrie andererseits sind. Hierzu hatten wir vier
Wissenschaftler, die beide Seiten kennen, zu einer Podiumsdiskussion
eingeladen. Dies waren Michael Dröscher (Apl. Pro-
1 Wir weisen darauf hin, dass die im Text der Einfachheit halber verwendeten
maskulinen Formen (Physikochemiker, Kollege, Wissenschaftler, Professor,
Gruppenleiter, Mitarbeiter etc.) Frauen und Männer gleichermaßen
umfassen.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
fessor an der Uni Münster | Corporate Senior Vice President
Innovation Management bei Evonik), Yvonne Joseph (Gastdozentin
für Physikalische Chemie an der Uni Stuttgart | Wissenschaftlerin
bei Sony Deutschland), Hubert Gasteiger (Professor
für technische Elektrochemie an der TU-München, vormals
Technical Manager für Brennstoffzellenmaterialentwicklung
bei General Motors), und Peter Broekmann (Dozent für Elektrochemie
und Gruppenleiter an der Uni Bern | Berater des
BASF Kupferplating-Teams). Die Diskussion orientierte sich an
den folgenden fünf Leitfragen:
1. Welches sind Einsatzgebiete von Physikochemikern in
der Industrie?
2. Welche Qualifi kationsprofi le sind in der Industrie besonders
gefragt?
3. Welche Erfahrungen und Qualifi kationen kann nur die Industrie
bieten?
4. Welche Hindernisse gibt es beim Wechsel in die eine oder
andere Richtung?
5. Wie gefragt sind Kandidaten aus der Industrie bei Berufungsverfahren?
Die wesentlichen Antworten zu jeder dieser fünf Fragen sind im
Folgenden zusammengefasst.
Welches sind Einsatzgebiete von Physikochemikern in der
Industrie?
Physikochemiker werden generell als vielseitig einsetzbar
wahrgenommen. Bedingt vor allem durch das stark gestiegene
Interesse an der elektrochemischen Energiewandlung besteht
momentan insbesondere ein Bedarf an Elektrochemikern.
Weitere wichtige fachspezifi sche Aufgabengebiete liegen in der
Materialcharakterisierung (Spektroskopie/Mikroskopie), der
Entwicklung diagnostischer Prozeduren sowie der Einbindung
solcher Prozeduren in komplexere Gesamtprozesse. Physikochemiker
werden eher in fachübergreifenden Teams als in zentralen
Prüf- und Untersuchungslabors eingesetzt. Generell gilt,
dass die eigentlichen PC-Fachqualifi kationen nur in den ersten
Jahren einer Industrietätigkeit zum Tragen kommen.
Welche Qualifi kationsprofi le sind in der Industrie besonders
gefragt?
Zum stark branchen- und konjunkturabhängigen Bedarf an
Spezialqualifi kationen (z.B. Elektrochemie, s.o.) sind keine
generellen Aussagen zu machen. Klar ist aber, dass Persönlichkeit
und Auftreten eines Bewerbers mindestens ebenso
wichtig sind wie fachliche Qualifi kationen. Wichtig erschienen
den Podiumsteilnehmern vor allem Fähigkeiten a) zum Aufbau
und zur Leitung interdisziplinärer Teams, b) zum analytischen
Denkvermögen und zur systematischen Planung und Dokumentation
von Projektarbeiten sowie c) zur interdisziplinären
Kommunikation, was nicht zuletzt für die Vermittlung von Ergebnissen
an höhere Hierarchieebenen bedeutsam ist. Eng
mit den genannten Punkten verknüpft sind ein erwünschter
hoher Enthusiasmus und eine hohe Motivation, die im Idealfall
auch auf Mitarbeiter ausstrahlen sollte.
BUNSENTAGUNG/AKTUELLES
Welche Erfahrungen und Qualifi kationen kann nur die Industrie
bieten?
Der vormals akademisch tätige Forscher hat in der Industrie
oft seine erste Berührung mit betriebswirtschaftlichen Konzepten.
Auch Fragen des Patentrechts oder Produktmarketings
waren vormals oft nicht seine zentrale Herzensangelegenheit.
Statt wissenschaftlicher Originalität zählen in der Industrie die
ökonomische Relevanz von Forschungsergebnissen: neue, verbesserte,
oder verbilligte Produkte. Ferner wächst der Druck,
sich ein effektives Zeit- und Personalmanagement anzueignen.
Der Forscher mutiert also zum Forschungsmanager. Für
diesen sollte die Forschung dann auch weniger Herzens- als
Kopfsache sein, da selbst das erfolgreichste Projekt, wie Michael
Dröscher zu berichten wusste, von höherer Stelle aus
heiterem Himmel für beendet erklärt werden kann – und dann
sollte man ihm keine Träne nachweinen.
Sehr positiv wurden die ausgezeichneten Ressourcen (technische
Ausstattung und Humankapital) gesehen, die in der Industrie
zur Verfügung stehen. Hubert Gasteiger betonte besonders
den Wert der Horizonterweiterung durch die Zusammenarbeit
mit anderen Firmen und fachlich anders spezialisierten Kollegen.
So war es an ihm, den mit ihm arbeitenden Ingenieuren
zu erklären, wie Protonen in einer Brennstoffzellenmembran
gebremst werden, während diese ihm schonend beizubringen
hatten, dass nicht jede Brennstoffzellen konstruktion die erste
Vollbremsung eines Fahrzeuges mechanisch überleben würde.
Industriespezifi sche Erfahrungen behalten ihren Wert auch
nach einer Rückkehr in die akademische Forschung. Sie helfen,
weniger wertvolle Tätigkeiten als solche zu erkennen und
die darin investierte Zeit entsprechend anzupassen. Auch die
Strategien zur zielorientierten Kommunikation, ohne die kein
Vorstand vom Sinn eines Vorhabens zu überzeugen ist, werden
bei der nächsten wissenschaftlichen Begutachtung sicher
nicht von Schaden sein. Fazit: Die Tätigkeit eines erfolgreichen
Hochschulprofessors gleicht mit wachsendem Rang immer
stärker der eines Forschungsmanagers als der eines Forschers.
Erfahrungen in der freien Wirtschaft sind vor diesem
Hintergrund eher gut investierte als verlorene Zeit.
Welche Hindernisse gibt es beim Wechsel in die eine oder
andere Richtung?
Einem Wechsel in die Industrie kann, so die einhellige Meinung
der Podiumsteilnehmer, allenfalls eine mangelnde Bereitschaft
zur ggf. notwendigen Anpassung des eigenen Arbeitsverhaltens
im Wege stehen. Akademisch erfahrene und entsprechend
spezialisierte Kandidaten sollten darauf achten, sich in der
Industrie möglichst nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zu bewerben,
sprich, auf Stellen, in denen ihre fachliche Erfahrung
die Einstufung in eine adäquate Hierarchiestufe zulässt. Überqualifi
zierte Mitarbeiter, die sich insgeheim als unter Wert eingestellt
fühlen, gelten als Gift für das Arbeitsklima.
Der Wechsel zurück an die Hochschule wurde hingegen deutlich
kritischer gesehen. Peter Broekmann brachte für die notorische
Geringschätzung anwendungsnaher Forschung in
akademischen Kreisen den Begriff der „europäischen Krankheit“
ein. Für den Weg zurück an die Hochschule sind vor allem
zwei Dinge entscheidend. Erstens hilft eine gute Sichtbarkeit
159

BUNSENTAGUNG/AKTUELLES
der eigenen Tätigkeit, die sich am ehesten durch einen wenn
auch verminderten so doch nicht versiegenden Fluss von Publikationen
erreichen lässt. In der Praxis stellt hier Zeitmangel
das größte Hindernis dar. Zweitens wollen die akademischen
Netzwerke gepfl egt sein, die entweder bereits existieren,
oder die es andernfalls aufzubauen gilt. Hier dürften sich
Kooperations projekte mit Hochschulen oder Forschungsinstituten
als hilfreich erweisen. Yvonne Joseph brachte außerdem
Mentoringprogramme zur Sprache, in denen Doktorarbeiten an
Hochschulen beratend von erfahrenen Industriemitarbeitern
begleitet werden. Entsprechende Organisations- und Vermittlungskonzepte
existieren, und eine Intensivierung entsprechender
Aktivitäten im Bereich der Physikalischen Chemie könnte
mit Hilfe der Bunsen-Gesellschaft vorangetrieben werden.
Wie gefragt sind Kandidaten aus der Industrie bei Berufungsverfahren?
Hier gibt es einen großen Unterschied zwischen technisch und
naturwissenschaftlich orientierten Fakultäten und Universitäten.
Während die ersteren in den Firmenkontakten, die ein Bewerber
aus der Industrie mit in eine Professur bringen könnte,
einen Bonus sehen, scheinen sich die letzteren eher auf die
Haare in der Suppe zu konzentrieren, sprich, die geringeren
Publikationsleistungen und die geringeren Erfahrungen in Drittmitteleinwerbung
und Lehre (letzteres wird weniger kritisch gesehen).
Hier machte Hubert Gasteiger auf die deutlich offenere
Einstellung nordamerikanischer Universitäten aufmerksam,
in denen industrielle und akademische Erfahrungen als mindestens
ebenbürtig angesehen werden. Entsprechend durchlässiger
ist dort das System Industrie|Hochschule, und zwar
160
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
in beide Richtungen. In Deutschland ist, wie Michael Dröscher
hervorhob, die Dynamik des Wechsels auch eigentlich nicht primär
durch eine mangelnde Nachfrage der Hochschulen nach
Industriebewerbern eingeschränkt, sondern vor allem auch
durch das starre Besoldungssystem. Überspitzt ausgedrückt ist
eine mäßig bezahlte W2-Stelle mit Option zur Erreichung der
Arbeitsfähigkeit über selbst einzuwerbende Drittmittel sicher
nicht der Köder, um den sich Kandidaten aus gut bezahlten und
ausgestatteten Industrieposten balgen werden.
In einer Gesamtbilanz waren sich Michael Dröscher, Yvonne
Joseph, Hubert Gasteiger und Peter Broekmann einig: sie würden
den Schritt in die Industrie, ob für immer oder auf Zeit, jederzeit
wieder gehen. Klar ist auch: Industrie und akademische
Forschung würden beide von einer stärkeren Quervernetzung
profi tieren. Wichtiger Knotenpunkt hierfür könnte die Bunsen-
Gesellschaft sein – und nicht zuletzt das Karriereforum 2011.
Das Karriereforum versteht sich als Plattform zum Erfahrungs-, Informations-
und Gedankenaustausch unter Physikochemikern mit Karriereabsichten
im akademischen Bereich oder in der freien Wirtschaft. Den aktiven
Kern des Karriereforums bilden momentan die folgenden Personen:
Naoufal Bahlawane, Wolfgang Bessler, Andreas Brockhinke, Ute Dawin, Katrin
Domke, Elke Goos, Harry Hoster, Yvonne Joseph, Gregor Jung, Jochen
Küpper, Thomas Risse, Thomas Zeuch
Das Karriereforum ist im Ständigen Ausschuss der Bunsen-Gesellschaft
vertreten durch Wolfgang Bessler und Harry Hoster. Erreichbar sind wir
unter karriereforum@bunsen.de.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
EHRUNGEN/PREISE/
AUSZEICHNUNGEN
Prof. Dr. Rudi van Eldik, Institut für Anorganische
Chemie, Universität Erlangen,
Mitglied der Bunsen-Gesellschaft, erhielt
den Inorganic Mechanisms Award
der RSC, London, für seine Arbeiten bei
der Anwendung von Hochdrucktechniken
zur Untersuchung anorganischer
Reaktionsmechanismen und für seine
mechanistischen Studien der Reaktionen
zweiatomiger Substrate mit Übergangsmetallzentren.
Prof. Dr. Hartmut Herrman, Leibnitz-
Institut für Troposphärenforschung, Mitglied
der Bunsen-Gesellschaft, erhielt
den Gay-Lussac-Humboldt-Forschungspreis
für seine Arbeiten zur atmosphärischen
Multiphasenchemie durch Laboruntersuchungen,
Modellierungen und
Felduntersuchungen sowie für seine
Verdienste um die deutsch-französische
Forschungszusammenarbeit in der Chemie
der Atmosphäre.
Prof. Dr. Manfred
Martin, Inhaber des
Lehrstuhls für Physikalische
Chemie I
der RWTH Aachen,
Mitglied der Bunsen-
Gesellschaft, wurde
von der Akademie
der Wissenschaften zu Göttingen, die
jährlich die Wilhelm-Jost-Gedächtnisvorlesung
zur Wahrung des Andenkens
an Wilhelm Jost und zur Förderung der
Physikalischen Chemie vergibt, zum
Vortragenden der Wilhelm-Jost-Gedächtnisvorlesung
2010 ausgewählt.
RUFE, BERUFUNGEN,
ERNENNUNGEN, WAHLEN
Prof. Dr. Martina Havenith-Newen,Inhaberin
des Lehrstuhls für
Physikalische Chemie
II der Ruhr-Universität
Bochum, Mitglied der
Bunsen-Gesellschaft,
wurde zum 1. April
2010 in den Vorstand der Deutschen
Physikalischen Gesellschaft (DPG) gewählt.
Dr. Jochen Küpper,
Fritz-Haber-Institut
der MPG, Berlin, Mitglied
der Bunsen-Gesellschaft,
hat einen
Ruf auf eine W2-Professur
am Center for
Free Electron Laser
Science (CFEL), DESY und Universität
Hamburg, erhalten.
GEBURTSTAGE
IM JULI 2010
Michael Brenk, Dr.,
Wiesbaden:
60. Geburtstag am 06.07.
Rüdiger Iden, Prof. Dr.,
Ludwigshafen:
60. Geburtstag am 16.07.
Valeri Grigoryan, Dr.,
Saarbrücken:
60. Geburtstag am 20.07.
Peter Sckuhr, Dr.,
Neuötting:
70. Geburtstag am 04.07.
Wolfgang Laqua, Prof. Dr.-Ing.,
Fernwald:
75. Geburtstag am 07.07.
Helmut Knözinger, Prof. Dr.,
München:
75. Geburtstag am 10.07.
Wolfgang Göring, Dr.,
Münster:
80. Geburtstag am 13.07.
Hartmann Rüppel, Prof. Dr.,
Berlin:
80. Geburtstag am 22.07.
Rolf E. Bühler, Prof. Dr.,
Zürich:
80. Geburtstag am 27.07.
GEBURTSTAGE
IM AUGUST 2010
Volker Benz, Dr.,
Höchst:
60. Geburtstag am 28.08.
NACHRICHTEN
Rudi Eldik, Prof. Dr. Dr.h.c.,
Erlangen:
65. Geburtstag am 08.08.
Horst H. Klump, Prof. Dr.,
Rondebosch:
70. Geburtstag am 03.08.
Jürgen Troe, Prof. Dr. Dr.h.c.mult.,
Göttingen:
70. Geburtstag am 04.08.
Dieter Meuser, Dr.,
Erftstadt:
70. Geburtstag am 09.08.
Ernst Ohmes, Dr.,
Freiburg:
70. Geburtstag am 27.08.
Werner Seiler, Prof. Dr.,
Berlin:
75. Geburtstag am 05.08.
Klaus Mangold, Prof. Dr.,
Steinfurt:
75. Geburtstag am 21.08.
Ulrich Neumann, Dr.,
Kaiserslautern:
80. Geburtstag am 21.08.
Eberhard Klein, Prof. Dr.,
Bergisch Gladbach:
85. Geburtstag am 12.08.
GEBURTSTAGE
IM SEPTEMBER 2010
Karl-Heinz Feller, Prof. Dr.,
Jena:
60. Geburtstag am 05.09.
Nikolaus P. Ernsting, Prof. Dr.,
Berlin:
60. Geburtstag am 26.09.
Peter Bachmann, Dr.-Ing.,
Aachen:
60. Geburtstag am 28.09.
Harald Morgner, Prof. Dr.,
Leipzig:
65. Geburtstag am 02.09.
Gerhard Kreysa, Prof. Dr.,
Frankfurt:
65. Geburtstag am 21.09.
161

NACHRICHTEN
Joachim Heitbaum, Prof. Dr.,
Bonn:
70. Geburtstag am 30.09.
Karl H. Becker, Prof. Dr.,
Wuppertal:
75. Geburtstag am 21.09.
Manfred Zeidler, Prof. Dr.,
Aachen:
75. Geburtstag am 25.09.
Fritz Thieme, Prof. Dr.,
Hamburg:
85. Geburtstag am 10.09.
VERSTORBEN
Dr. Hans-Werner Jochims, Berlin,
im Alter von 67 Jahren
NEUANMELDUNGEN
ZUR MITGLIEDSCHAFT
Marco Esters,
Im Johannistal 30,
52064 Aachen
Jun.-Prof. Dr. Thomas Kühne,
Johannes Gutenberg-Universität Mainz,
Staudingerweg 9,
55128 Mainz
Dr. Christoph Nottbohm,
Technische Universität Darmstadt,
Physikalische Chemie,
Petersenstr. 20,
64287 Darmstadt
Jakob Sidoruk,
Georg-August-Universität Göttingen,
Tammannstr. 6,
37077 Göttingen
Dr. rer. nat. Michael Schmitt,
Universität des Saarlandes,
Physikalische Chemie,
Campus B22,
66123 Saarbrücken
Prof. Dr. Frank Schreiber,
Eberhard-Karls Universität Tübingen,
Institut für Angewandte Physik,
Auf der Morgenstelle 10,
72076 Tübingen
162
VERANSTALTUNGEN/EVENTS
Tagungen der Deutschen
Bunsen-Gesellschaft
Bunsentagung 2011
2.-4. Juni, Berlin
Thema: „Analyse und Steuerung ultraschneller
photoinduzierter Prozesse“
Wissenschaftliche und lokale Organisation:
E. Rühl (Berlin)
Bunsentagung 2012
17.-19. Mai, Leipzig
Thema: „Ionische Flüssigkeiten“
Wissenschaftliche Vorbereitung: F. Endres
(Clausthal-Zellerfeld), P. Wasserscheid
(Erlangen), M. Antonietti (Golm)
Lokale Organisation: B. Abel (Leipzig)
Allgemeine Informationen zu den Bunsentagungen:
www.bunsen.de oder Geschäftsstelle
der Deutschen Bunsen-Gesellschaft
AUSSCHREIBUNGEN
BUNSEN-MAGAZIN · 12. JAHRGANG · 4/2010
Bunsen Kolloquien
Grenzfl ächen in Lithium Ionen Batterien
24./25.03.2011, Goslar
Organisation: Frank Endres (TU-Clausthal)
WEITERE TAGUNGEN
Deutsche Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie
awards the
3 rd EuCheMS Chemistry Congress
Chemistry – the Creative Force
29. August - 2. September 2010, Nürnberg
www.euchems-congress2010.org
Electrochemistry: From microscopic
understanding to global impact
13.-15. September 2010, Universität
Bochum
Organisation: Wolfgang Schuhmann
(Ruhr-Universität Bochum);
Gunther Wittstock (Universität Oldenburg)
www.gdch.de/vas/tagungen/tg/5407/
prog__e.htm
NERNST-HABER-BODENSTEIN PRIZE 2011
in memory of Max Bodenstein, Fritz Haber and Walter Nernst. The prize will
be presented at the 110 th Annual General Meeting of the German Bunsen-
Society from 2-4 June 2011 in Berlin.
The prize will be awarded to a distinguished younger scientist (of up to 40
years of age) for outstanding scientifi c achievements in the fi eld of physical
chemistry. Suitable candidates of international visibility in their research fi eld
will be evaluated by a high level expert selection panel with respect to the
scientifi c quality, originality and independence of their research. Candidates
should come from a German-speaking region of Europe or work there at the
time of their nomination.
Nominations from established scientists in the area of physical chemistry
should include a short CV of the candidate, an overview of the candidate’s
scientifi c achievements and publications, and a supporting statement.
Nominations should be submitted by 1 October 2010 to
Deutsche Bunsen Gesellschaft für Physikalische Chemie e.V.
Erika Wöhler
Theodor-Heuss-Allee 25
60486 Frankfurt am Main
Germany

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
INHALT HEFT 5 (2010)
A. Emelianov, A. Eremin, H. Jander, H. Gg. Wagner
Formation of Condensed Particles in Premixed Flames
Catalyzed by Metal Carbonyls 715
G. Bandyopadhyay, S. Dutta, S. C. Lahiri
Determination of Surface Tension, Structural and Related
Properties of Aquo-alcoholic Mixtures at 298 K 729
E. Molinari, M. Tomellini
The Interplay of Energy Disposal and Reaction Rates in
Exoergic Processes at Metal Surfaces: Desorption Rates
in Vibrationally Excited Adlayers 743
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Ziel meines Artikels (Bunsenmagazin, 2010, Heft1, S. 23-26),
zu dem die o. g. Stellungnahme von Herrn Kollegen Plieth im
Bunsenmagazin abgedruckt ist, war nicht in erster Linie die
Herleitung der grundlegenden Gleichung D r G = –n e F E. Ziel war
vielmehr, auf falsche Aussagen und Fehlschlüsse in den kritisierten
Lehrbüchern hinzuweisen. Dazu gehören (i) die Aussage,
dass allgemein die EMK einer elektrochemischen Zelle
die Differenz der Galvanispannungen (Differenz der Galvanipotentiale
von Metall und Elektrolytlösung) der Elektroden sei,
und (ii) die Behauptung – meist implizit in den Lehrbuchtexten
enthalten –, dass das chemische Potential der Elektronen in
allen Metallen den gleichen Wert aufweise. Die o. g. Gleichung
ZEITSCHRIFT FÜR
PHYSIKALISCHE CHEMIE
E. Molinari, M. Tomellini
Evidence for Vibrational Excitation of the Adlayer in
Exoergic Processes at Metal Surfaces: H-atom Abstraction
and Recombination and Adsorption-stimulated
Desorption of CO 761
B. Erdem, A. İzci
Heterogeneous Catalysed Esterifi cation of Propionic Acid
with n-Amyl Alcohol over a Microporous Cation-exchange
Resin Dowex 50Wx4 781
B. Marczewska, K. Marczewski
First Glass Electrode and its Creators F. Haber and
Z. Klemensiewicz – On 100 th Anniversary 795
LESERBRIEFE
ANMERKUNGEN ZU DER STELLUNGNAHME VON WALDFRIED PLIETH
BUNSENMAGAZIN, 2010, HEFT 3, S. 112
ergibt sich in meinem Artikel zwangsläufi g, sozusagen nebenbei.
Im Hinblick auf diese Zielsetzung war die Kenntnis des
Lehrbuches von Herrn Kollegen Plieth nicht relevant.
Die Herleitung und Begründung der Gleichung D r G = –n e F E
habe ich in der Grundvorlesung der Physikalischen Chemie in
ähnlicher Weise vorgebracht, wie sie Herr Plieth in seiner Stellungnahme
skizziert. Allerdings habe ich die in seinem Beitrag
aufgestellte Gleichung argumentativ begründet.
Prof. Dr. Bruno Boddenberg
163

Deutsche Bunsen-Gesellschaft Mitgliederverwaltung:
für Physikalische Chemie e.V. Fax: 069/7564-622
Theodor-Heuss-Allee 25 e-mail: woehler@bunsen.de
60486 Frankfurt am Main
Antrag auf Mitgliedschaft
in der Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie Jahresbeitrag
persönliches, studentisches Mitglied (bitte Studienbescheinigung beifügen) 30 €
persönliches Jungmitglied (bis zu 3 Jahren nach erfolgter Promotion/Eintritt in das Berufsleben) 65 €
persönliches Doppelmitglied mit Mitglied in der DECHEMA, DPG, GDCh (Mitglieds-Nr.:) _________________________ 75 €
persönliches, ordentliches Mitglied 100 €
nichtpersönliches Mitglied (Institute, Bibliotheken, Firmen usw.) 485 €
in der Flüssigkristall-Gesellschaft
persönliches, studentisches Mitglied (bitte Studienbescheinigung beifügen) 8 €
persönliches, ordentliches Mitglied 16 €
in der AG Theoretische Chemie
persönliches, ordentliches Mitglied 13 €
_______________________________________________________________________________________________________________
geworben von: _________________________________________________ Mitglieds-Nr.:___________________________
___________________________________________________________________________________________________
_
Daten zur Person
Frau Herr
Name ______________________________________ Vorname _________________________ Titel ________________________
Geburtsdatum _______________________________ Geburtsort _________________________ Land (LKZ) __________________
Privatanschrift Universitäts- bzw. Dienstanschrift
___________________________________________ ___ Firma ________________________________________________________
___________________________________________ ___ _____________________________________________________________
___________________________________________ ___ _____________________________________________________________
Strasse _____________________________________ ___ Strasse ______________________________________________________
Postfach ________________________________________ Postfach _____________________________________________________
PLZ _____ Ort _____________________ Land ________ PLZ _______ Ort ________________________________ Land _________
Kommunikationsdaten privat Kommunikationsdaten dienstlich
Tel.:(__________) ____________________________ Tel.: (___________) __________________________________
Fax (__________) ____________________________ Fax: (___________) __________________________________
E-Mail ______________________________________ E-Mail _____________________________________________
Bitte senden Sie die Mitteilungen und Zeitschrift(en) an meine Privatanschrift Dienstanschrift
Datenschutz
Ich bin damit einverstanden, dass meine Daten zu Zwecken der Mitgliederverwaltung und Mitgliederbetreuung
elektronisch gespeichert und verarbeitet werden.
Aufnahme in das Mitgliederverzeichnis
Ich bin mit der Aufnahme meines Geburtsdatums und meiner Adress- und Kommunikationsdaten in gedruckte Mitgliederverzeichnisse der
Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie einverstanden.
ja nein
Ich bin mit der Aufnahme meines Geburtsdatums und meiner Adress- und Kommunikationsdaten in Onlinemitgliederverzeichnisse der
Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie einverstanden.
ja nein
Studium /Ausbildung
Studienfach/Ausbildung _____________________ Studien-/Ausbildungsbeginn (tt.mm.jj) ___________ Abschluss (tt.mm.jj) ___________
Bestehende Doppelmitgliedschaften
Promotion (tt.mm.jj) _____________ Berufseintritt (tt.mm.jj) _________
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Ort/Datum _______________________ Unterschrift __________________________________________________
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