Am Dienstag, den 17. Januar 2023 war es nach zwei Jahren Coronapause endlich wieder möglich, das Forschungszentrum Jülich zu besuchen. 46 Schülerinnen der naturwissenschaftlichen Leistungskurse der Q2 starteten gespannt um 8:30 Uhr mit einem gecharterten Bus die Exkursion mit den Leistungskurslehrkräften zum Forschungszentrum nach Jülich. Vor Ort wurden wir von zwei Betreuern begrüßt und in einen Hörsaal des Instituts geleitet. In diesem wurden wir über das 1956 gegründete Forschungszentrum mit all seinen Instituten, Teilinstituten und Großinstrumenten informiert. Außerdem wurden uns, vorerst theoretische, Informationen über einige Forschungsprojekte mit uns bekannten Bezügen oder Problemstellungen präsentiert. Wir erhielten auch einige Informationen zu den studien- und ausbildungstechnischen Perspektiven im Forschungszentrum. So hat man dort beispielsweise gute Chancen als MINT-interessierte Schülerin auf einen Ausbildungsplatz.

Im Anschluss an diesen Informationsteil hatten unsere Lehrkräfte im Voraus je ein Institut herausgesucht, das wir mit unseren Leistungskursen besucht haben. 

Der Chemie-Leistungskurs von Herrn Dr. Poßberg besuchte das Batterieforschungszentrum auf dem Gelände. Dort bekamen wir von einer ehemaligen Marienbergerin einen Einblick in die Batterieforschung in den Laboren des Instituts und in ihre Doktorarbeit über die Brennstoffzellenforschung. Einiges war uns von der Theorie her schon aus dem Unterricht bekannt, doch die meisten von uns hatten es verdrängt. Praktisch war es dennoch eine kleine Wiederholung für das Abitur, das bei uns allen bald ansteht.

Der Biologie-LK von Herrn Girschick entschied sich einheitlich für einen Besuch des Biotechnologieinstituts. Dort wurden wir von zwei Wissenschaftler:innen des Instituts empfangen. Gemeinsam mit den beiden durften wir in die Labore der Mikrobiologie. Dort standen große Roboter, welche die Arbeit deutlich detaillierter und besser durchführen konnten, als die Wissenschaftler:innen mit der Hand. Außerdem wurden dort bekannte Techniken verwendet, die wir bereits aus dem Unterricht kannten. Zum Beispiel die PCR (Polymerase-Kettenreaktion), die zur Genvervielfältigung verwendet wird. Die Arbeit des Bereichs hat viel mit Mikroorganismen zu tun, die auch wir aus dem Alltag kennen. Beispielsweise arbeiten sie mit gewöhnlicher Hefe, um ihre Organellen zu erforschen und zu modifizieren. Es war sehr spannend, Dinge aus dem Alltag und dem Unterricht aus der Perspektive von erfahrenen Biolog:innen zu sehen. Ein anderes Projekt, welches uns gezeigt wurde, handelt von biologisch abbaubarem Kunststoff, welcher dort im 3D-Drucker gedruckt werden kann. Eine unserer Begleiterinnen zeigte uns eine bewegbare Plastikkatze, welche bei sofortiger Kompostierung in höchstens sechs Monaten, bis auf den Farbstoff, komplett abgebaut worden sein würde. Für den Farbstoff würden sie auch noch eine abbaubare Alternative finden, fügte sie noch hinzu. Vielleicht werden wir die Ergebnisse ihres Projekts bald alle in den Läden finden?! Es hörte sich alles vielversprechend und spannend an, und wir werden sehen, was die Zukunft des Instituts noch bringt …

Der Physik-LK von Frau Wedekind hat sich unter anderem den Aufbau eines Teilchenbeschleunigers, des Cooler Synchrotrons (CoSy), angeschaut und durfte sich den Beschleunigerring sogar von innen ansehen. Es war sehr faszinierend, dieses Gerät in seiner vollen Größe zu Gesicht zu bekommen und sich nicht nur theoretisch damit zu beschäftigen. Durch die Führung in dem Beschleuniger haben wir dessen Funktionsweise und die Aufgabe seiner einzelnen Bestandteile noch besser verstanden als bereits zuvor.

Im zweiten Teil konnten wir dann selber aussuchen, ob wir zum Pico-Mikroskop, in die Fusionsforschung oder zu den bildgebenden Verfahren gehen wollten.

Das Elektronenmikroskop konnten wir uns aus der Nähe anschauen, einschließlich der gesamten Abschirmmaßnahmen, die getroffen wurden, damit die Messungen funktionieren und reproduzierbar sind. Interessant war auch, dass das Gebäude um das Mikroskop herum gebaut wurde, um mögliche Schwingungen, beispielsweise vom Bagger vor dem Institut, abzuschirmen, die sonst die Messung beeinflussen würden. Dafür steht das Mikroskop auf einem großen und schweren Betonfundament. Und der Raum, in dem das Mikroskop steht, hat mit dem Rest des Gebäudes keine Berührungspunkte. Zusätzlich sind die Wände wassergekühlt, sodass es keine Temperaturschwankungen gibt, die die Messung beeinflussen könnten. Den meisten von uns war nicht klar, wie viel Aufwand dort betrieben wird, um auf den ersten Blick relativ unscheinbare Dinge zu untersuchen, die aber auf lange Sicht vermutlich wichtige Beiträge zur Verbesserung unseres Lebensstils beitragen werden. Beispielsweise kann man die Silizium-Schicht einer Solarzelle anschaulich darstellen und sehen, ob diese Beschädigungen hat.

Einige von uns haben sich entschieden, in den Institutsbereich Physik der medizinischen Bildgebung zu gehen und im Institut für Neurowissenschaften und Medizin die bildgebenden Verfahren anzuschauen. Dort wurden uns die uns bekannten Verfahren von Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) wissenschaftlich erklärt. Besonders interessant war auch, wie stark doch das Magnetfeld eines Magnetresonanztomographen ist. Zur Demonstration wurde eine Platte in dieses Magnetfeld gestellt, die jedes Mal, wenn sie ohne Magnetfeld umgefallen wäre, im MRT vom Magnetfeld zurückgezogen wurde. Interessant war auch, die persönlichen Erfahrungen unserer Referenten zu hören. Außerdem haben Sie viele unserer Fragen beantwortet und so dieses Verfahren nähergebracht.

Im Institut für Kern- und Plasmafusion konnten wir uns einen Vortrag über die Kernfusion anhören. Dabei haben wir erfahren, dass die Kernfusion in der Zukunft möglicherweise die Art grüner Energieerzeuger ist, mit der alle Energieprobleme gelöst werden können. So soll Kernfusion künftig in großen Kraftwerken betrieben werden, um damit die benötigte Energie zu erzeugen. Der Vorteil dieser Anlage gegenüber Kraftwerken, die mit fossiler Energie betrieben werden, ist, dass es sich bei dem Treibstoff für ein Kernfusionskraftwerk um Wasserstoff handelt, welcher aus Wasser gewonnen wird. Und da Wasser nahezu unendlich auf unserem Planeten vorliegt, kann es nur schwer aufgebraucht werden. Darüber hinaus entsteht bei der Kernfusion kein Kohlenstoffdioxid (CO2), weshalb sie besser für das Klima ist als die Energieerzeugung durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe. Jedoch ist die Forschung der Kernfusion noch nicht so weit, dass die Idee in der nächsten Zeit oder den nächsten Jahren umsetzbar ist. Momentan scheint es so, als würde es das erste Kernfusionskraftwerk erst im Jahr 2050 geben.

Alles in allem war unser Tag im Forschungszentrum sehr lehrreich und informativ. Wir konnten unser bereits vorhandenes Wissen durch zusätzliche Kenntnisse ausbauen und damit unseren Wissensstand noch erweitern. 

Ein großer Dank geht an unsere Betreuer im Forschungszentrum, die sich um uns gekümmert haben. Ein ebenso großer Dank geht an die Postdoktorant:innen, Doktorant:innen und Wissenschaftler:innen, die uns unsere Fragen beantwortet und uns ihr Forschungsgebiet nähergebracht haben. Ein letzter Dank geht an unsere Lehrkräfte für die Begleitung, vor allem an Frau Wedekind für die Koordination und Organisation.

Lina Päfgen (CH-LK), Julika Findeisen (B-LK), Mona Bodem (PH-LK)