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Forschungsneutronenquelle Garching

Institut Laue-Langevin

Helmholtz-Zentrum Geesthacht

Forschungszentrum Jülich

Helmholtz-Zentrum Berlin

Anwendung von Neutronen in den Geowissenschaften
 

Aufspüren von Wasser oder Öl im Gestein, Untersuchung von Struktur und Zusammensetzung von Fossilien und Gesteinen

Neutronenstreuung hat sich zu einer wichtigen Methode zur Untersuchung geologischer Materialien entwickelt. Ein herausragender Grund ist die Möglichkeit, Wasserstoff, ein häufiges und wichtiges Element in vielen Mineralen, auf Grund seines kohärenten Streuquerschnitts viel besser als mit Röntgendiffraktometrie lokalisieren zu können. Mit inkohärenter Neutronenstreuung lassen sich die Bewegungen von Wasserstoffatomen oder Protonen in Mineralen untersuchen. Diffraktionsmessungen können wegen der Formfaktorunabhängigkeit bis zu grossen Streuvektoren erfolgen und erbringen mehr und exaktere Informationen als die Röntgenstreuung zur Analyse der oft komplizierten, weil niedersymmetrischen Kristallstrukturen vieler Minerale sowie zur thermischen Bewegung und zur atomaren Belegung der Gitterplätze.

Quellen: Bayerischer Forschungverbund Materialwissenschaften und FRM-II Garching

Mehr zum Thema:


Pflanzen schaffen sich Wasservorrat im Boden
MORADI ET AL.
New Phytologist 2011: Three-dimensional visualization and quantification of water content in the rhizosphere


Experimente am Paul Scherrer Institut zeigen, dass es um die Wurzeln einer Pflanze einen Bereich mit erhöhter Wasserkonzentration gibt. Dass Wurzeln den Boden in ihrer nächsten Umgebung verändern, ist lange bekannt – hier leben andere Mikroorganismen und auch die chemische Zusammensetzung ist anders als weiter weg von der Wurzel. Nun hat ein internationales Forschungsteam in Experimenten am Paul Scherrer Institut gezeigt, dass der Boden in der Nähe der Wurzel auch mehr Wasser enthält – entgegen bisherigen Vorstellungen, dass es dort weniger Wasser geben müsste, weil die Pflanze dem Boden das Wasser entzieht. Offenbar legen sich die Pflanzen aber einen kleinen Wasserspeicher an, der ihnen über kürzere Trockenperioden hinweghelfen kann. [mehr]



Neutron diffraction applied to geological texture and stress analysis
WOLFGANG SCHÄFER
Eur. J. Mineral. 2002, 14, 263-289


Texture is defined as preferred crystallographic orientation in a polycrystalline aggregate. The main mechanisms of geological texture formation are crystallization, sedimentation, plastic deformation, recrystallization and metamorphism. Textures of geomaterials are fingerprints of the earth’s history. The complexity of geological texture analysis results mainly from the overprinting of different textures on several mineral components during different orogenic periods. Quantitative texture analysis, i.e., the calculation of a three-dimensional orientation distribution function of crystallites, is based on experimental pole figures which represent the orientation distributions of certain crystallographic directions and which can be obtained from X-ray or neutrondiffraction techniques. [more]


Oil generation in fractal rocks
ANDRZEJ RADLINSKI & PETER LINDNER
Exploring matter with neutrons - highlights in research at the ILL


Neutrons can penetrate porous rocks, revealing their ‘fractal’ nature and how trapped organic matter is transformed into oil which then seeps out of the rock. These findings help companies prospecting for oil. [more - page 17]

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