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Fortschritt durch Frauen

Kernphysikerin Verena Kleinrath wurde mit dem L’ORÉAL Österreich Stipendium FOR WOMEN IN SCIENCE ausgezeichnet.

Verena Kleinrath

Verena Kleinrath

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Zum 8. Mal wurden diese Woche vier junge Frauen für besondere Leistungen in der Grundlagenforschung ausgezeichnet. Sie erhielten ein L’ORÉAL Österreich Stipendium For Women in Science, das in Partnerschaft mit UNESCO in Österreich und der Akademie der Wissenschaften vergeben und vom Wissenschaftsministerium finanziell unterstützt wird.

Mit dem Stipendium  in der Höhe von je 20.000 Euro wird die Karriere der Molekularbiologinnen Riem Gawish und Ursula Schöberl, der Medizinerin Ursula Azizi-Semrad und der Kernphysikerin Verena Kleinrath gefördert. Gleichzeitig werden die herausragende Frauen vor den Vorhang geholt und ihre Forschung der Öffentlichkeit präsentiert. Mit der Initiative soll ein Bewusstsein dafür geschaffen werden, dass der Fortschritt sehr wesentlich durch Beiträge von Frauen erzielt wird. Unter den GratulantInnen waren Margit Fischer, Vizerektorin Karin Gutiérrez-Lobos (Medizinuniversität Wien), die 2001 von FOR WOMEN IN SCIENCE ausgezeichnete Biochemikerin Renée Schroeder (Max F. Perutz Laboratories) sowie zahlreiche VertreterInnen aus Wirtschaft, Medien, Politik und Wissenschaft.
Die L’ORÉAL Österreich Stipendien werden seit 2007 vergeben. Sie sind Teil einer weltweiten Initiative von L’ORÉAL und UNESCO, im Rahmen derer bisher 2.000 Frauen ausgezeichnet wurden, darunter 32 Österreicherinnen.

"Ziel meiner Arbeit ist langfristig eine fundamentale Beschreibung der Kernspaltung"
Viele Anwendungen der Kernphysik beruhen noch heute auf der ersten Erklärung der Spaltung durch die österreichische Physikerin Lise Meitner im Jahr 1938, die den Prozess wenige Tage nach den Experimenten von Otto Hahn theoretisch beschreiben konnte. Meitner verglich den Atomkern mit einem Tropfen Flüssigkeit - ein makroskopisches Modell ohne Quanteneffekte, das den komplexen Vorgängen nur begrenzt gerecht wird. Moderne theoretische Entwicklungen müssen aber erst mit präzisen experimentellen Daten validiert und erweitert werden.

Verena Kleinrath forscht in einer Arbeitsgruppe, die ein für die Kernphysik völlig neuartiges und aufwändiges Messsystem entwickelt, eine sogenannte Time Projection Chamber. Dieses System erlaubt erstmals eine komplette dreidimensionale Rekonstruktion des Spaltprozesses. In ihrer Dissertation studiert sie die neutronen-induzierte Kernspaltung, insbesondere die Winkelverteilung von Spaltprodukten. Dadurch erhofft sie sich Erkenntnisse über Prozesse und Strukturen im Atomkern.

Verena Kleinrath arbeitet seit 2011 in den USA in einer Forschungskollaboration und ist seit zwei Jahren am Los Alamos National Laboratory tätig. Dort wird ein Linearbeschleuniger verwendet, um Neutronen in einem breiten Energiespektrum zu produzieren. Diese Neutronen induzieren Kernspaltung in einer dünnen radioaktiven Probe, die im Zentrum des Detektors sitzt. Spaltprodukte werden in allen Raumrichtungen emittiert und in der Time Projection Chamber von fast sechstausend Messkanälen registriert. Die hohe Segmentierung des Detektors ermöglicht gemeinsam mit Zeitinformation eine präzise dreidimensionale Rekonstruktion der Teilchenbahnen und dazugehörigem Energieverlust. Die Digitalisierung der Signale geschieht mit speziell entwickelter Mikroelektronik direkt am Instrument und ermöglicht den Transport der enormen Datenmengen zur weiteren Verarbeitung mit Glasfaserkabeln.

Die aus der Rekonstruktion der Teilchenbahnen gewonnenen Informationen geben Aufschluss über die Art der Spaltprodukte und den Prozess der Spaltung. Die Winkelverteilung im Speziellen lässt durch die Drehimpulserhaltung Aussagen über den quantenmechanischen Zustand des Kerns im Moment der Teilung treffen. Über den Zeitpunkt der Spaltung selbst weiß man noch wenig, da der Prozess sehr schnell verläuft und nur die Produkte der Reaktion, die dann auch weiter zerfallen, experimentell zugänglich sind. Die Winkelverteilung ist somit ein Fenster in die Welt der dynamischen Entwicklung bei der Teilung - ein wichtiger Datenpunkt für die Theorie.

Zurück am Atominstitut der TU Wien wird Kleinrath in der Arbeitsgruppe Kernphysik die Bedeutung ihrer experimentellen Ergebnisse für die Entwicklung neuer und die Überprüfung bestehender Kernmodelle untersuchen. Genaue Daten für relevante Isotope und ein besseres grundlegendes Verständnis der Prozesse können in den nächsten Jahren nuklearmedizinische und energietechnische Anwendungen revolutionieren - eine spannende Zeit in der Kernphysik.