02.03.2018

Dissertantinnen Interviewserie - Teil 10

"Mich fasziniert die Supraleitung und die Kernfusion ist ein großes Anwendungsgebiet für Supraleiter in der Form von Magneten"

Sigrid Holleis, Dissertantin am Atominstitut der Technischen Universität Wien

Was ist dein Dissertationsthema?

Ich arbeite im Bereich Supraleitung und habe mich für meine Dissertation auf Thallium-basierte Hochtemperatursupraleiter spezialisiert.

Was wird dabei erforscht?

Der Hochtemperatursupraleiter Thallium-Bismut-Barium-Strontium-Calcium-Kupfer-Oxid oder kurz Tl-1223, ist seit einigen Jahren bekannt, doch wurde sein Potential bisher nicht voll ausgeschöpft. Andere Kuprate wie die REBCO und BSCCO Verbindungen sind weit verbreitet und  entwickelt, doch zeigen sie Schwächen bei bestimmten Anwendungen. Durch das Aufgreifen von Thallium-basierten Supraleitern wollen wir höhere Ströme bei höheren Temperaturen und zusätzlich einen einfachen und billigen Herstellungsprozess ermöglichen.

Dazu untersuche ich dünne Tl-1223 Schichten auf ihre supraleitenden Eigenschaften. Durch Rastersondenmagnetometrie können wir kritische Ströme in den supraleitenden Körnern und an Korngrenzen untersuchen. Weiters vergleiche ich die Ergebnisse mit der Mikrostruktur des Supraleiters, die ich selbst mit Hilfe von Elektronenmikroskopen der TU Wien untersuche, um bestimmen zu können, warum der supraleitende Strom an manchen Stellen besser fließt als an anderen. 

Was ist der Nutzen für die Kernfusionsforschung?

Für Kernfusion mit magnetischem Einschluss, wie dies beispielsweise bei ITER geplant ist, werden sehr hohe Magnetfelder benötigt. Die entsprechenden Magnetspulen bestehen aus Supraleitern, die in der Herstellung sehr aufwendig und zusätzlich noch extrem teuer sind. Außerdem können die momentan benutzten Supraleiter nur bei sehr tiefen Temperaturen verwendet werden, was die Kühlung mit teurem flüssigem Helium notwendig macht.

Für die kommerzielle Nutzung von Fusionsreaktoren ist es daher unbedingt notwendig einen Supraleiter zu entwickeln, der billig und einfach herstellbar ist. Mit Hilfe eines Thallium-basierten Drahtes könnte man höhere Magnetfeldleistungen erzielen, damit könnte das Magnetdesign eines Fusionsreaktors kompakter werden, und zusätzlich wäre eine Kühlung mit viel billigerem flüssigem Stickstoff denkbar.

Was sind dabei die größten Herausforderungen?

Bei einem so großen Projekt müssen wir natürlich mit anderen Instituten im In- und Ausland zusammenarbeiten. Das ist sehr spannend, da man Inputs von allen Seiten bekommen kann, jedoch ist es auch nicht immer ganz einfach. Man sieht sich beispielsweise nur ein bis zwei Mal im Jahr bei Projektmeetings, alle andere Kommunikation muss über Email oder Videochat passieren. Da die Proben, die ich untersuche, nicht bei uns im Labor hergestellt werden, können auch immer wieder Wartezeiten entstehen, in denen zwar viel über Ergebnisse diskutiert wird, aber eben keine neuen Messungen gleichzeitig laufen.

Welche Pläne hast du für die Zukunft? Wo siehst du dich in 5 Jahren? Willst du in der Forschung bleiben oder später in die Privatwirtschaft gehen?

Ich möchte mich auf keinen Fall jetzt schon festlegen in welche Richtung meine weitere Berufsbahn gehen soll. Meiner bisherigen Erfahrung nach ergeben sich durch unsere internationale Vernetzung oft tolle Möglichkeiten in der Forschung zu bleiben, andererseits kann ich mir auch vorstellen in die Privatwirtschaft zu gehen. Ich freue mich auf neue Herausforderungen, auf jeden Fall muss der künftige Beruf mindestens genauso abwechslungsreich und spannend sein, wie die Arbeit an meiner Dissertation. 

Was hat dich dazu bewegt eine fusionsrelevante Dissertation zu schreiben? Was fasziniert dich an der Kernfusion?

Sagen wir so: mich fasziniert die Supraleitung, denn sie ermöglicht verlustlosen Energie- und Stromtransport über sehr große Distanzen. Dass die Kernfusion ein großes Anwendungsgebiet für Supraleiter in Form von Magneten ist, macht das Ganze noch spannender. Damit hätte man umweltfreundlichen Energiegewinn und –transport auf einen Schlag und dass ich mit meiner Arbeit einen kleinen Beitrag zu solch einer Zukunft leisten kann ist schon ein schöner Gedanke.