SZAKMAI JELENTÉS 2(5). munkaszakasz Beszámolási időszak: 2010. január 1. - 2011. december 31. A pályázat kódja Call identifier
NAP - 2005
A projektjavaslat azonosítója Proposal identifier
VENEUS08
A projektet vezető szervezet neve (koordinátor)
MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont
Name of the project leading organisation (coordinator)
Wigner Research Centre of the Hungarian Academy of Sciences
A projektvezető neve Name of the project leader
Dr. Rosta László
Visegrádi Együttműködés Neutron Spektroszkópiai Módszerek Fejlesztésére és A projekt címe / Project title
Konzorciumi tagok, szerződésszámuk Consortium members, contract No.
Alkalmazására Multidiszciplináris Kutatásokban (VENEUS) Visegrad Cooperation for Development and Application of Neutron Spectroscopy Techniques in Multidisciplinary Research MTA Wigner SZFI OMFB-00648/2005 MTA EK OMFB-00184/2006 MTA TTK OMFB-00650/2005 KFKI Wigner RMI OMFB-00649/2005
1
Tartalomjegyzék
Összefoglaló értékelés a projekt előrehaladásáról ..................................................................3 Bevezetés...................................................................................................................................3 Az előző munkaszakasz eredményeinek rövid összefoglalása.....................................................3 A munkaszakasz során vállalt részfeladatok listája és státusza, ill. az eredmények tömör megfogalmazása konzorciumi résztvevőnként ........................................................................5 o MTA Wigner FK SZFI.........................................................................................................5 o MTA EK ..............................................................................................................................6 o MTA TTK............................................................................................................................7 o MTA Wigner FK RMI..........................................................................................................8 A részfeladatok eredményeinek összegzése.............................................................................9 o 1. részfeladat: Neutronkutatási infrastruktúra fejlesztése a Budapesti Kutatóreaktornál.........9 o 2. részfeladat: Közép-európai felhasználói együttműködés/LL-partnerség ............................11 o 3. részfeladat: Neutron instrumentációs technológiák kutatása és fejlesztése.........................13 o 4. részfeladat: Anyagkutatás neutronokkal és komplementer módszerekkel ..........................15 Publikációs jegyzék ..................................................................................................................27 A tervezett és tényleges pénzbeni ráfordítások részfeladatok és partnerek szerint...............40 Monitoring mutatók (az indikátor űrlap szerint) ...................................................................41 Tájékoztatás és nyilvánosság ...................................................................................................42 A támogatás ösztönző hatásának bemutatása .........................................................................42 A munkaszakaszban résztvevő személyek listája....................................................................43 Általános megjegyzések a munkaszakasz teljesítéséről ..........................................................45 Mellékletek ...............................................................................................................................46
2
Összefoglaló értékelés a projekt előrehaladásáról Bevezetés A jelen projekt a 2005-ben indult és 2008 végéig művelt NAP VENEUS05 jelű projekt közvetlen folytatása. Az előző ciklusban egy sikeresen elvégzett neutronkutatási berendezés-fejlesztési programot hajtottunk végre; jövőbemutató metodikai fejleszéseket végztünk; jelentősen kiterjesztettük a nemzetközi kapcsolatainkat – elsősorban regionális együttműködések révén valamint számos alap és alkalmazott kutatási feladatot indítottunk – elsősorban az anyagtudományok területén. A neutronnyaláb-kutatásoknak különleges szerepe van az anyagszerkezet megismerésében ill. módosításában – és ezáltal új anyagi tulajdonságok előállításában, így számos tudományterületen és széleskörű technológiai alkalmazásokban nyújtanak egyedülálló lehetőségeket. A jelen projectciklus célját négy fő szempont szerint fogalmaztuk meg: i) A Budapesti Kutatóreaktor Műszerközpont berendezés-állományának, a neutronkutatási infrastruktúrának és a szolgáltatások színvonalának fejlesztése, bővítése révén kívánjuk javítani e hazai K+F terület nemzetközi versenyképességét. ii) A Budapesti Kutatóreaktor nemcsak a hazai, hanem a környező országok ilyen irányú tevékenységének is bázisa, a fejlesztések révén tehát a regionális együttműködést is szeretnénk elmélyíteni. Kutatási és berendezés-fejlesztési együttműködés folytatását és elmélyítését céloztuk a Grenoble-i Laue-Langevin Intézettel. iii) A neutronkutató centrumokban komoly igény mutatkozik kiváló minőségű, általában csúcstechnológiát jelentő kísérleti berendezések, ill. ezek részegységeinek beszerzésére. Az instrumentációs fejlesztések révén a konzorcium és az együttműködésbe bevont vállalatok fokozzák jelenlétüket a neutronkutatási eszközök nemzetközi piacán. iv) Az első projekt-periódusban sikeresen művelt anyagszerkezet kutatási feladatokat új, jövőbemutató vizsgálati témákkal kívántuk bővíteni.
Az előző munkaszakasz eredményeinek rövid összefoglalása A projekt 2005-08. évi első periódusát tekintve a negyedik, a jelen periódusát tekintve pedig az első munkaszakasz (2009. január 1 – 2009.december 31.) megvalósítása alapvetően az időarányos résznek megfelelően történt. Az alábbiakban az egyes részfeladatok teljesítésének tömör összefoglalóját adjuk. 1. részfeladat: Neutronkutatási infrastruktúra fejlesztése a Budapesti Kutatóreaktornál 1.1
A Budapesti Kutatóreaktor Műszerközpont (BNC) 10/3-as hidegneutron-nyalábján, a fókuszált kisszögű szórásvizsgáló spektrométernél (FSANS) beindult a berendezés kiegészítése. A TOF analízishez a csopper-rendszer koncepcionális tervezése indult be, ill. a spektrométer polarizációs kísérletekhez való alkalmassá tételére polarizátor és spinállapot-cserélő (flipper), valamint a minta utáni flipperrel és analizátor tesztelésre került.
1.2
A PGAA mérőállomás modernizálására egy második szcintillátor detektorrendszer beállításának tervei készültek el.
1.3
Az FSANS spektrométer felszerelése mintakörnyezeti elektromágnessel: A 2T nagyságú, egyenletes eloszlású mágneses indukciót biztosító, alacsony szórt terű, kompakt elektromágnes installálása megtörtént.
3
1.4
Vízhűtő-rendszer üzembe helyezése: A mérőcsarnokban a korábban beszerzett 25 kW-os hűtő üzembeállításának, a hűtőkör fölállítására, kivitelező kiválasztása a tervezés beindult.
1.5
A mérőcsarnoki fülkék fölszerelése, a berendezésekhez rendelt fülkék berendezése 90% teljesítettségig megtörtént. Mintaelőkészítő laboratórium kialakítását az IKI elindította, tervezés folyamatban.
1.6
A NAP pályázat során létrehozott GINA neutronreflektométer kísérleti lehetőségeinek fejlesztése tekintetében a védelemépítés befejező fázisba ért, a berendezés a neutronnyalábot fogadja, neutronos kísérleti tesztek beindultak.
2. részfeladat: Közép-európai felhasználói együttműködés és ILL-partnerség. 2.1
Az ILL tagság folytatása a CENI konzorciumon belül lehetővé vált azáltal, hogy aláírásra került az új ötéves (2009-13) CENI megállapodás miután az MTA elnöke engedélyezte az SZFKI részéről történő áláírást.
2.2
A közép-európai felhasználói együttműködés bővítése, tréningek szervezése érdekében előkészületek elindultak a közép-európai neutronszórási iskola megrendezésére 2010-ben.
2.3
Az ILL nagy szögtartományú spin-echo berendezésének (WASP) fejlesztésében részt vállalhatunk, a neutronvezető rendszer tervezése az ILL-ben előrehaladott állapotban van.
2.4
Az ILL D33 jelű új SANS berendezésének tervezésében való részvétel realizálódott a MIRROTRON Kft. által készített koncepcionális terv szállítása révén.
2.5
Regionális együttműködés kialakítása az ESS megvalósításában témakörben az ESS lundi megvalósítására a tervezés elindult 2009-ben. Cseh, olasz és szlovén partnerekkel alakítottunk ki együttműködést.
3. részfeladat: Neutron instrumentációs technológiák kutatása és fejlesztése. 3.1
Fókuszáló neutronoptikai egységek fejlesztése és tesztelése terén új elliptikus neutronvezető szakasz megtervezésére került sor.
3.2
Új költséghatékony nyalábszaggató rendszerek fejlesztésére egy újtípusú szelektor ill. csopper rendszer fejlesztéséhez megtörtént a paraméterek meghatározása, különleges anyagok (pl. bórszál) beszerzés.
3.3
Impulzusüzemű forráshoz optimalizált TOF mérési eljárások tesztelése céljából a kísérletek részletes programja definiálásra került.
3.4
Gamma spektrometriai és neutron radiográfiás technikák fejlesztése témában a mintavételező ADC technika jelanalízis eljárásának fejlesztése, védelmi anyagok és a neutronvezető tervezés történt meg.
3.5
Neutron- és röntgenreflektometriai módszerek fejlesztése terén neutrontükrök rétegvágási technológiának továbbfejlesztése történt, neutron reflektometriához kapcsolódó adatfeldolgozó és kiértékelő rendszerek témában került sor nemzetközi workshopra.
4. részfeladat: Anyagkutatás neutronokkal és komplementer módszerekkel. A VENEUS projekt folytatása legfontosabb eredmény, hogy a kitűzött célok tekintetében - vagyis „a négy együttműködő intézet elsősorban az előző periódusban kifejlesztett és bővített instrumentációs lehetőségekre támaszkodva az anyagkutatási feladatokra kíván összpontosítani”. A 4. munkaszakaszban a tematikus kutatások terén igen jelentős előrehaladás volt, az egy év alatt teljesített 126 publikáció kiválóan mutatja, hogy a tervet várakozásokat is meghaladóan sikerült teljesíteni. 4
A 2(5) munkaszakasz során vállalt részfeladatok listája és státusza, ill. az eredmények tömör megfogalmazása konzorciumi résztvevőnként Konzorciumi tag száma: 1 Konzorciumi tag neve: MTA Wigner SZFI Beszámoló sorszáma: 2(5) A munkaszakasz kezdete: 2010. jan. 1. vége: 2011.dec. 31. Részfeladat sorszáma és A részfeladat szakmai tartalma az adott beszámolási időszakban megnevezése - FSANS berendezéshez polarizációs rendszer tervezése, 1. prototípus gyártása és teljes körű tesztelése (1.1 melléklet); Neutronkutatási infrastruktúra fejlesztése a - kompakt mintakörnyezeti elektromágnes installálása csökkentett hűtésteljesítmény és áramerősség mellett, Budapesti Kutatófolyamatos üzemű használata a BNC-SANS berendezésen reaktornál folyó kísérletekben; Időarányos teljesítés - 25 kW-os hűtővíz-vezeték hálózat részletes kiviteli tervei. 2010. december 9-10-én Budapesten CENI éves ülés AU, CZ, 2. HU és SK delegáltak, ILL igazgató részvételével Közép-európai (jegyzőkönyv a 2.1 mellékletben); felhasználói - az ILL igazgatósága a magyar tagságot felfüggesztette együttműködés és ILL- Nemzetközi Neutronszórási Iskola 2010 tavaszán (CETS partnerség 2012), regionális reaktorfelhasználói szimpozium NAÜ- vel Időarányos teljesítés (EERR); -
3. Neutron instrumentációs technológiák kutatása és fejlesztése Időarányos teljesítés
4. Anyagkutatás neutronokkal és komplementer módszerekkel Időarányos teljesítés
megvalósíthatósági tanulmány a D33 jelű kisszögű spektrométer - elliptikus kétirányú fókuszáló optika (áthatásos KirkpatrickBaez fókuszáló lencse) prototípus tesztelése (3.1. melléklet), eredmények bemutatása a prágai ECNS konferencián; - optimalizált nyalábszaggató-rendszer fejlesztése repülési-idő üzemmódhoz, előadás ESS Workshop Malmö (3.2. melléklet); - hosszú impulzusú forráshoz ciklustöbbszöröző módszer (RRM), hullámsáv sokszorozó módszerhez (WFM) BNC TOF csopper-rendszer és nyaláb előkészítése - kalcium-tartalmú biokompatibilis kerámiák szol-gél módszerrel történő előállítása és szerkezetvizsgálata (SANS és SAXS) - járműipari minőségbiztosítási és élettartam-vizsgálatok (4.3. melléklet) - holográfia kísérletek
5
Konzorciumi tag száma: 2 Konzorciumi tag neve: MTA EK Beszámoló sorszáma: 2(5) A munkaszakasz kezdete: 2010. jan. 1. vége: 2011.dec. 31. Részfeladat sorszáma és A részfeladat szakmai tartalma az adott beszámolási időszakban megnevezése - A függetlenül vákuumozható repülési csövek és a PGAA-II 1. mintakamrájának kialakítása (5-2.1/1. mell) Neutronkutatási Megterveztük és megépítettük a mintaelőkészítő fülkét, infrastruktúra fejlesztése a elhelyeztünk benne egy alacsonyhátterű mérőkamrát és Budapesti Kutatóelláttuk gamma spektroszópiai mérőrendszerrel. (5-2.1/2. reaktornál mell) Időarányos teljesítés - A 4. munkaszakaszban elmaradt BGO szcintillátor beszerzése és bemérése (5-2.1/3. mell) - Közös infrastruktúra fejlesztés koordinálása - Folytatjuk a már meglévő kapcsolatainkat (felhasználói és bi2. laterális). Újakat is kiépítünk elsősorban a felhasználói Közép-európai rendszerben működő EU-s projektjeinkre alapozva. Részt felhasználói veszünk két újabb EU-s felhasználói projekt működtetésében. együttműködés és ILL- Részvétel az ILL 3-as nukleáris és fundamentális fizika partnerség albizottságában (tagság 2010-2013) Időarányos teljesítés - Programozható nyalábzár beüzemelése és a működtető 3. szoftver elkészítése (5-2.3/1. mell) Neutron instrumentációs Az új PGAA-II és képalkotó állomás (NORMA) tesztelése, technológiák kutatása és bemérése (5-2.3/2. mell) fejlesztése - Neutron spektrum mérése TOF módszerrel (5-2.3/3. mell) Időarányos teljesítés - Neutronnyaláb jellemzése az EXFOR nukleáris adatbázis részére (NAÜ tanácsadás) - 2D- és 3D-elemanalízis PGAI/NT rendszerrel (NAÜ tanácsadás) Archeometriai vizsgálatok, (műtárgyak helyszín és 4. eredetazonosítása) Anyagkutatás - Nukleáris és nukleáris technológiai kutatások (Ni, Fe, 235,238U, neutronokkal és 241 Am) komplementer - Geológiai, elsősorban vulkanikus minták PGAA és ICP-MS módszerekkel analízise Időarányos teljesítés - Analitikai mérések ipari katalizátorfejlesztéshez
6
Konzorciumi tag száma: 3 Konzorciumi tag neve: MTA TTK Beszámoló sorszáma: 2(5) A munkaszakasz kezdete: 2010. jan. 1. vége: 2011.dec. 31. Részfeladat sorszáma és A részfeladat szakmai tartalma az adott beszámolási időszakban megnevezése nincs feladat 1. Neutronkutatási infrastruktúra fejlesztése a Budapesti Kutatóreaktornál - Az ILL neutronspektrométerek hasznosításának propagálása 2. kémiai szerkezetkutatási feladatokra Közép-európai A 9-10-1046 számú mérési pályázat keretében az ILL-ben felhasználói neutronszórásos méréseket végeztünk sztérikusan stabilizált együttműködés és ILLliposzóma rendszereken partnerség Időarányos teljesítés 3. Neutron instrumentációs technológiák kutatása és fejlesztése Időarányos teljesítés
4. Anyagkutatás neutronokkal és komplementer módszerekkel Időarányos teljesítés
-
Neutronoptikai komponensek fejlesztése (felületminősítő eljárás alkalmazásával) A kidolgozott röntgen reflektometriás felületminősítő eljárását alkalmaztuk neutronoptikai komponensek ellenőrző vizsgálatára Philips X’Pert MPD röntgen diffraktométer műszaki fejlesztése Langmuir filmmérleget beüzemeltük Gyógyszer hordózóanyagok szerkezetkutatása: Engedélyezett hatóanyagok mérése Diffraktométerrel. Lipid kettősrétegek komplex fiziko-kémiai jellemzése Önszerveződő rendszerek, szupramolekuláris rendszerek: Au(I)–szerves oldószerek kölcsönhatása Egyszerű oldatok és keverékek
7
Konzorciumi tag száma: 4 Konzorciumi tag neve: MTA Wigner RMI Beszámoló sorszáma: 2(5) A munkaszakasz kezdete: 2010. jan. 1. vége: 2011.dec. 31. Részfeladat sorszáma és A részfeladat szakmai tartalma az adott beszámolási időszakban megnevezése - A GINA berendezés kiegészítése rezgésmentes 1. mélyhőmérsékleti mintakörnyezettel Neutronkutatási A GINA berendezés polarizátora akceptanciájának infrastruktúra fejlesztése a megnövelése (70%-kal) Budapesti Kutató- A GINA polarizált neutronreflektométer kiegészítése reaktornál polarizációanalízissel (5-4.1/6 melléklet) Részleges teljesítés - Reflektometriai adatkiértékeléssel foglalkozó nemzetközi 2. workshop szervezése Közép-európai Regionális neutroniskola és workshop szervezése, előadások felhasználói tartása együttműködés és ILLpartnerség Időarányos teljesítés 3. Neutron instrumentációs technológiák kutatása és fejlesztése Időarányos teljesítés
-
Neutron szupertükrök rétegfeszültség-csökkentési eljárásainak kidolgozása mágneses tükrök minősítésének megoldása reflektometriával A reciprocitássértés elméleti és kísérleti vizsgálata szóráskísérletekben (5-4.3.5 Melléklet)
- A merőleges mágneses tárolás potenciális anyagainak (pl. L10 4. szerkezetű FePt, CoPt) reflektometriai vizsgálata Anyagkutatás - Szigetelő oxidréteggel elválasztott Co/Cu TMR rendszerek neutronokkal és reflektometriai vizsgálata komplementer módszerekkel Módosított teljesítés A polarizátor projekt a 6. munkaszakaszra került át. A 4. munkaszakaszban elkezdődött, majd az 5. szakaszban folytatódott a GINA léptetőmotorvezérlésének korszerűsítése. A korábbi elrendezés a reflektométeren lévő motorokat a mérőfülkében elhelyezett klimatizált motorvezérlőkön és az azokat összekötő hosszú nehézkes kábelezésen alapult. Ehelyett a kisteljesítményű motorok (rések és a monokromátor motorjai) vezérlésére 3 db SIXpack-2 rendszert honosítottuk meg, ami a számítógéptől csupán egy-egy vezérlőkábelt igényel, az eszközök a közelben elhelyezett SIXPACK-2 kombinált vezérlőmeghajtók segítségével kényelmesen működtethetők. Ezeket a vezérlőszoftverbe is integráltuk. Az FRM II NREX reflektométere időközben új menedzsment alá került, akik más berendezéseiken meghonosított szoftvereik használata mellett döntöttek. Bár a szoftverünk ott nem hasznosult, az ottani csoporttal szoros együttműködésben maradtunk, több közös publikációnk van és több értékes berendezéselemet és különleges anyagokat engedtek át használatunkra, amiért köszönettel tartozunk. A tervezett nemzetközi workshop – szervezési ütközések miatt 2012-re tolódott és Berlinben kerül megrendezésre. A CETS 2010 neutroniskolán elméleti és reflektometriai gyakorlati oktatással fontos részt vállaltunk. Az MBE mintakészítésben mutatkozó elmaradás miatt szigetelő réteggel elválasztott TMR mintákat eleddig nem tudtunk előállítani és vizsgálni. A nanotechnológiai vonatkozású vizsgálataink némileg más irányt vettek, amelyeket a 4.2 fejezetben részleteztünk. 8
A részfeladatok eredményeinek összegzése 1. részfeladat: Neutronkutatási infrastruktúra fejlesztése a Budapesti Kutatóreaktornál A részfeladat koordinátora az MTA EK (Belgya Tamás) 1. Munkacsomag A Budapesti Kutatóreaktor Műszerközpont (BNC) 10/3-as hidegneutron-nyalábján, a NAPVENEUS 05 projekt keretében fejlesztett fókuszált kisszögű szórásvizsgáló spektrométernek (FSANS) kiegészítése polarizációs opcióval és TOF analízissel. Az FSANS berendezés neutronellátó rendszerének fejlesztése, valamint a BKR hidegforrás paramétereinek mérése arra a következtetésre vezettek, hogy a TOF analízis legalkalmasabb eszköze egy négytárcsás chopper-rendszer (3. részfeladat, 2. munkacsomag). A spektrométer polarizációs kísérletekhez való alkalmasságát a minta előtt elhelyezett mágneses spinszűrővel (polarizátor) és spinállapot-cserélővel (flipper), valamint a minta utáni flipperrel és spinállapotelemzővel (analizátor) kívánjuk biztosítani. Egy ilyen modell rendszer megtervezése és prototípusa elkészült és teljeskörűen tesztelésre került. Az eredményeket az 1.1 melléklet tartalmazza. 2.
Munkacsomag
A PGAA mérőállomás modernizálása és továbbfejlesztése a Budapesti Kutatóreaktornál A 4. munkaszakaszban elmaradt BGO szcintillátor beszerzés megtörtént a Scionix cégtől. Az új BGO-t üzembe helyeztük és a legfontosabb paraméterét, a Compton-elnyomás mértékét, megfelelőnek találtuk. Az új BGO gyakorlatilag ugyan olyan jól teljesít, mint a PGAA-I hasonló BGO szcintillátora. Elkészítettük a második mérőállomás HPGe-BGO detektorának a gamma sugárzás elleni ólomvédelmének a tervét és megkerestük a kivitelezésre legalkalmasabb vállalkozást. A mérési gyakorlat rámutatott arra, hogy szükséges a második rendszer teljes adatgyűjtőelektronika rendszerének leválasztása is, amelyet egy Canberra AIM 556B típusú interfészkártya beszerzésével oldottunk meg. Megterveztük az automata mintatartó átalakítását úgy, hogy az alsó és a felső nyaláb külön-külön vákuumozható legyen. Legyártattuk a második mérőhely mintatartó kamráját. 3. Munkacsomag Az FSANS spektrométer felszerelése mintakörnyezeti elektromágnessel A 2T nagyságú, egyenletes eloszlású mágneses indukciót biztosító, alacsony szórt terű, kompakt elektromágnes installálása megtörtént, 2 kW hűtésteljesítmény mellett (névleges üzemhez 10 kW szükséges) a mágnes a névleges 100 A áramerősség helyett 40 A-rel folyamatos üzemre képes. Használata a szomszédos BNC-SANS kisszögű szórásvizsgáló berendezésen több kísérletben sikeresen megtörtént. 4. Munkacsomag Vízhűtő-rendszer üzembe helyezése A mérőcsarnokban a korábban beszerzett 25 kW-os hűtő üzembeállításával, gyorscsatlakozókkal felszerelt hűtővíz-vezeték hálózat kiépítését tervezzük. A részletes kiviteli tervek elkészültek. A mérőcsarnoki fülkék fölszerelése A berendezésekhez rendelt fülkékben klímaberendezések működnek. A felhasználói számítógéphálózat telepítése megtörtént. Kényelmi berendezések (világítás, íróasztal, polc) elhelyezésre kerültek, a munkakörülmények jelentősen javultak. 9
5.
Munkacsomag
Mintaelőkészítő laboratórium kialakítása Az előkészítő egyeztetéseket az IKI elindította, a tervezés lezajlott. A labor helye kijelölésre került, a mérőfülkék átrendezése és az útban lévő szerelvények, fűtőtest eltávolítása megtörtént a laborfülke telepítéséhez. Felépítettük a minta-előkészítő fülkét. Elhelyezésre került a fülkében egy alacsony hátterű gamma spektrometriai számlálókamra, amely lehetőséget teremt a minták aktivitásának ellenőrzésére. A mérőhelyet elláttuk egy 15%-os hatásfokú HPGe detektorral, CANBERRA DSA-2000 elektronikával, valamint Genie 2000 adatgyűjtő szoftverrel. 6. Munkacsomag A NAP pályázat során létrehozott GINA neutronreflektométer kísérleti lehetőségeinek fejlesztése A munkacsomag középtávú célkitűzése az volt, hogy a GINA berendezés (nemzetközileg pályázható nyalábidejű) gyűjtőhelye legyen a közép-európai térségben felmerülő polarizált neutronreflektometriai tevékenységeknek, amelyek egyben biztos alapul szolgálhatnak a nagyfluxusú grenoble-i reaktornál végrehajtandó kísérletekhez. A GINA berendezés a Budapesti Neutronközpont nemzetközi felhasználói rendszerében 2011. ősze óta pályázható, hazai és külföldi felhasználókat fogad, paraméterei a világ 15 legjobb berendezése közé emelik. Az 5. munkaszakaszban a GINA reflektométer kísérleti lehetőségeinek fejlesztésében a következő állomásokat különíthetők el: a) mélyhőmérsékleti mintakörnyezet és hőmérsékletszabályozás kiépítése és mérőprogramba integrálása b) előbbi kombinálása külső mágneses tér (elektromágnes) alkalmazásával (0-0,55 T), a mágnestáp vezérlésének mérőprogramba integrálása c) léptetőmotorvezérlés koncepcionális megújítása elosztott vezérléssel (hardver és szoftver) d) résrendszer felújítása, pontosabbá tétele e) spinirány-fordítók (flipperek, 2 db) tervezése, legyártása, bemérése, tesztelése, f) radioferekvenciás tápegység specifikációja, gyártatása, tesztelése, a módosított változat üzembehelyezése és a mérőprogramba integrálása g) a mérésvezérlő programrendszer továbbfejlesztése Az 1.6 Mellékeltben néhány fotót mutatunk be a megvalósított fejlesztésekkel szerelt GINA reflektométerről. Felújítottunk és üzembe helyeztünk egy mélyhőmérsékleti zártkörű He-kompresszoros hűtőgépről üzemelő hidegujjas kriosztátot, amelynek vákuumterét a kisméretű turbó szívja. A hidegujj hűtésével-fűtésével 15 és 300 K közötti mintahőmérsékleteket tesz lehetővé a reflektometriai minta minimális rezgése mellett. A használt kriosztát és a hűtőkompresszor együttműködő partnerünk, a Stuttgarti Max-Plank Institut für Intelligente Systeme nagylelkű ajándéka, becsült új ára 8-11 millió forint. Saját munkával felújítottuk a kriosztátot és saját forrásból beszereztünk egy LakeShore Model 360 modern, intelligens, felülvezérelhető hőmérsékletszabályozó egységet, ami által a berendezést alkalmassá tettük standard módon a 15-300 K közötti mérések végzésére. Hasonlóan a Stuttgarti Max-Plank Institut für Intelligente Systeme ajándéka egy léghűtéses elektromágnes, amelyet nagyáramú tápegységgel láttunk el és opcionálisan kombinálhatóvá tettünk a mélyhőmérsékleti mérőfejjel.
10
2. részfeladat: Közép-európai felhasználói együttműködés és ILL-partnerség. A részfeladat koordinátora az MTA Wigner RMI (Bottyán László) 1. Munkacsomag Az ILL tagság folytatása a CENI konzorciumon belül Az MTA SZFKI, a NAP konzorcium vezetője, amely a NAP-VENEUS pályázati forrásból a tagdíjat fizette, a CENI konzorciumban a magyar ILL tagság szervezeti lebonyolítójaként (szerződő jogi közreműködőként) szerepelt és a hazai kutatóközösséget képviselte az ILL-ben. Új CENI szerződés aláírása megtörtént. További fejlemények • Részt vettünk az ILL következő 10 éves programját bemutató nemzetközi szimpoziumon (ILL20/20). • Támogató levelet küldtünk a cseh partnernek a CENI tagsági hosszabbításhoz. • A NAP támogatás felfüggesztése miatt a 2010. évi ILL tagdíj befizetése késedelembe került. • 2010. december 9-10-én lezajlott Budapesten a CENI éves ülése az AU, CZ, HU és SK delegáltak részvételével. Az ülésen jelen volt az ILL igazgatója. Az elmúlt 3 évben a CENIből származó kísérletek száma megduplázódott és a kvóta kb. két és félszerese. A hazai K+F helyzetről az MTA alelnöke adott tájékoztatást. Az ILL igazgatója tudomásul vette a magyar befizetés halasztását. Az ülés jegyzőkönyve csatolva (2.1 melléklet) • A magyar ILL tagság fenntartása érdekében CENI és ENSA támogató leveleket kaptunk az NFÜ felé történő lépésekre. • Az ILL igazgatósága a magyar tagság szüneteltetéséről tájékoztatta a felhasználókat. • A konzorcium egyik résztvevő kutatója 2010-től tagja lett az ILL ”Subcommittee 3” elnevezésű bizottságának, amelynek a feladata az atommag- és fundamentális fizikai kísérletekre félévente érkező pályázatok elbírálása és az arra érdemesek megvalósításra való ajánlása. 1. Munkacsomag A közép-európai felhasználói együttműködés bővítése, tréningek szervezése A soronkövetkező Közép-Európai Neutronszórási Iskola megrendezésére 2010 tavaszán került sor. Rövid összefoglaló az iskoláról: 10 éve óta rendszeresen kerül megrendezésre a Középeurópai neutronszórási iskola. Ez évi megrendezését és lebonyolítását rendkívül sikeres eseményként tartjuk számon, amely nagymértékben szolgálta a neutron kutatói közösséget és regionális együttműködésüket. A hallgatók többsége a szomszédos országokból érkezett de voltak résztvevők Németországból, Oroszországból és Kínából is. Elmondható, hogy egy minden tekintetben felkészült és különösen lelkes csapat szerveződött a résztvevőkből, akik az iskola egy hetes időtartama alatt teljes létszámban voltak jelen, érintve az iskola minden programját, interaktív szereplésük pedig nagyfokú érdeklődésükről tanúskodott. Különösen élvezetessé tették az utolsó napot a hallgatók beszámolóikkal, amelyek igen komoly befektetett munkáról árulkodtak és egyértelműen bizonyították elhivatott hozzáállásukat. Szereplésük meggyőzött bennünket arról, hogy a neutronkutatásnak nagy jövője van, amelyet sok kiváló fiatal tehetség biztosít. Az iskola több résztvevőjétől érkezett később mérési javaslat. Az iskoláról készült összefoglaló a 2.2 mellékletben olvasható. 2011. június 1-3 között a NAÜ- vel együttműködésben került lebonyolításra egy regionális reaktorfelhasználói szimpozium (EERR B mellékletben). 2.
Munkacsomag
Részvétel az ILL nagy szögtartományú spin-echo berendezésének (WASP) fejlesztésében Az ILL tagság felfüggesztése miatt ebben a témában részünkről nem történt előrehaladás 11
3. Munkacsomag Az ILL D33 jelű új SANS berendezésének tervezésébeebben való részvétel A D33 jelű kisszögű spektrométer (SANS) megvalósításába a MIRROTRON Kft. bevonásra került és egy megvalósíthatósági tanulmány készült a berendezés fő komponensének számító kollimátor egységre (2.4. melléklet). 4. Munkacsomag Regionális együttműködés kialakítása az ESS megvalósításában Az EU nagy kutatási infrastruktúráinak stratégiai programjában (ESFRI Road Map) szerepel az Európai Spallációs Forrás, ESS létrehozásának terve is. Az ESS svédországi megvalósításának előkészítésébe Magyarország is bekapcsolódott. 2010 tavaszán az Irányító tanács magyar delegáltjai több előterjesztést készítettek a gazdasági miniszter számára a magyar ESS részvételre, a projektbe való bekapcsolódásra, szakértői testületekbe való delegálásra és az előkészítő tervezési szakaszban való munkálatok finanszírozására. Ekkorra egy KTIA támogatás segítségével az ESS Magyarország Kft. elkészített egy 3 kötetbe foglalt átfogó tanulmányt az ESS tervezésében és kivitelezésében való részvétel megalapozására. A kormányzat részéről azonban az előterjesztésekre nem történt érdemi reakció, az év folyamán az ESS ügyben hazai előrehaladás nem volt. 2010 végén - 2011 elején a Nemzetgazdasági Minisztérium vette át a hazai ESS folyamat kezelését. A MoU aláírása kapcsán több előterjesztés készült (2011 január, 2011. augusztus, 2011 november), azonban érdemi előrehaladás továbbra sem történt. Az NKTH/NIH átalakulást követően Jároli Erika visszaadta az STC mandátumát, az NGM részéről kormányzati delegált kijelölése nem történt, így azóta STC-ben Rosta László MTA munkatársként, egyedül, szakértői szinten képviseli Magyarországot. Az STC ülésekkel kapcsolatos utijelentéseket az NGM államtitkárának megküldte. A svéd és dán kormány a partnerországokkal az ESS-t létesítő államközi egyezmény előkészítésére főtárgyalókat jelölt ki, akik diplomáciai csatornákon felvették a kapcsolatot a 17 partnerország kormányzati képviselőivel. 2011 novemberben a NIH elnöke illetékességből kész volt fogadni a főtárgyalókat, ugyanakkor az NGM ilyen mandátumot nem adott ki a NIH-nek, így a tárgyalást az NGM lemondta. A skandináv kormányzati képviselők továbbra is készek a kapcsolatfelvételre. A debreceni helyszínpályázat révén az ESS témában jelentős kompetenciára tettünk szert, illetve a nemzetközi megítélés tekintetében a neutronkutatásban "nagyhatalom"-nak számítunk mind az elért eredményekben, úttörő kutatásokban, ipari alkalmazásokban, mind a csillebérci reaktorunk széleskörű multidiszciplináris hasznosításában (a hazai neutronkutató közösség lakosság/GDP arányos mérete Svájc után a második Európában). Így nemcsak elsőrendű hazai érdek az ESS-ben való részvételünk, hanem a nemzetközi konzorcium továbbra is várakozással tekint a közreműködésünkre. A tervezési fázis végéhez közelítve azonban egyre szűkül a tudományos és műszaki fejlesztési feladatokban való közvetlen, ill. természetbeni hozzájárulás lehetőségeinek köre. Testületi képviselőként jelenleg Magyarország – a MoU aláírása, ill. hazai projekt hiányában – igen alul van reprezentálva. Az STC-ben delegáltként Rosta László van jelen, a TAC-ban Horváth Ákos (MTA EK) szerepel meghívott szakértőként. Ugyanakkor a helyszín-pályázatunk lendületével igyekszünk életben tartani a hazai ESS tevékenységet: Mezei Ferenc itthoni munkákra is támaszkodva vezeti a Lund-i target-tervezést, értékes ESS-kísérleteket végzünk az itthoni eszközeinkkel, az MTA EK és Wigner FK szerény saját kutatási ráfordítással szintén részese az előkészítő projektnek. Azonban magyar kormányzati szerepvállalás nélkül ez szétaprózott, marginális hozzájárulás és hivatalos beszállításként nem is érvényesíthető. Másképp fogalmazva: ha kormányzati szinten intézményesen vennénk részt a projektben (pl. itthon elkölthető pályázati támogatással segítve a kialakult kezdeményezéseket), megsokszorozódna a természetbeni beszállítás értéke, mely jelentős magyar tagsági részként lenne elkönyvelve. 12
3. részfeladat: Neutron instrumentációs technológiák kutatása és fejlesztése A részfeladat koordinátora az MTA Wigner SZFI (Füzi János) 1. Munkacsomag Fókuszáló neutronoptikai egységek fejlesztése és tesztelése A neutronnyalábok optimális fázistér-kialakításának fontos eszközei a fókuszáló optikai rendszerek. Forgási ellipszoid tükörfelülettel megvalósítható a pontból pontba fókuszálás. Erős kollimáció (kis átmérőjű forrásrés, kis átmérőjű fókuszfolt a detektoron) mellett a hasznos térszög növelésével érhető el a minta kellő intenzitású megvilágítása. A megfelelő alakpontosság és a neutron-tükrözés által megkövetelt alacsony érdesség egyidejű biztosítása tetemesen megnövelné a fejlesztés költségeit és a megvalósítás technológiai kockázatát. Ezért a projekt keretében síklapokból hajlított elliptikus tükörfelületeket alkalmaztunk. A kollimációt két, egymásra merőleges alkotójú, szupertükör-bevonattal ellátott elliptikus hengerfelület biztosítja (áthatásos Kirkpatrick-Baez fókuszáló lencse). A megépített prototípussal kapott eredmények a prágai ECNS konferencián poszter keretében kerültek bemutatásra, valamint a 3.1. mellékletben találhatók. 2. Munkacsomag Új költséghatékony nyalábszaggató rendszerek fejlesztése Optimalizált nyalábszaggatók fejlesztését tűztük ki célul, különös tekintettel a BKR 10/3-as hidegneutron-nyalábján telepített FSANS berendezés repülési-idő (TOF, time of flight) üzemmódjának követelményeire. A tervezés-fejlesztés eredményei egy előadás keretében kerültek bemutatásra az ESS Workshop on fast rotating devices for neutron science at pulsed sources, Malmö, 2012.02.8-9. rendezvényen. Az előadás anyaga a 3.2. mellékletben található. 3.
Munkacsomag.
Impulzusüzemű forráshoz optimalizált TOF mérési eljárások tesztelése Az előző munkaszakaszban előkészített kisérletet sikeresen elvégeztük. A kisérlet célja a rugalmatlan szórás esetére már tesztelt ciklustöbbszöröző módszer (RRM) diffrakciós változatának demontrálása volt. A kisérletben a meglévő szaggató-rendszert használtuk nem szokványos üzemmódban. Megmutattuk, hogy a módszer alapvetően alkalmas nagyfelbontású diffrakciós spektrum hatékony felvételére husszú impulzusú forrásnál. Eredményeinket több fórumon ismertettük (Russina, Káli, Sánta, Mezei; First experimental implementation of pulse shaping for neutron diffraction on pulsed sources; NIM A; 654, 383-389, 2011). A következő lépés a valódi hosszú idejű forrásnál uralkodó kisérleti körülményeket sokkal jobban megközelítő elrendezés kiépítése volt annak demonstrálására, hogy az ún. hullámsáv sokszorozó módszerrel (angolul: wavelength frame multiplication – WFM) a hagyományossal (rövid impulzusú) egyenértékű diffrakciós spektrumok vehetők fel. Ehhez a csopper-rendszer és a nyaláb jelentősebb átalakítására volt szükség: új csopper tárcsa készült, módosítani kellet a csopperek, a detektorok pozícióját, a rendszer vezérlését, megoldottuk a nyaláb monitorozását, speciális referencia mintákat gyártattunk ill. szereztünk be. Ezek a kisérletek kisebb megszakításokkal csaknem a teljes 2011-es évben folytak folyamatos módosításokkal és októberre sikeresen lezárultak.
13
4. Munkacsomag Gamma spektrometriai és neutronradiográfiás technikák fejlesztése A gamma-spektrometriában jelentős előrelépést tettünk a programozható nyalábzár beüzemelésével és a működtető szoftver elkészítésével, amely lehetővé teszi rövid felezési idejű radioizotópok jó statisztikájú mérését ciklikus aktiváció felhasználásával [1]. 2010 tavaszán elnyertünk a NORMA - új komplex nukleáris analitikai berendezés elkészítése című projektet a Baross Gábor Program 2009 - Közép-Magyarországi régió pályázat keretében. Ennek célja egy neutron radiográf/tomográf berendezés megépítése volt. A projektet 2011. dec. 31-vel sikeresen lezártuk. Eredményeképpen létrehoztunk egy világviszonylatban is modern tomográf berendezést, amelyet összeépítettünk a jelen pályázatban kialakított második PGAA állomással, így létrehoztunk egy, a világon egyedülálló, ún. neutrontomográfia-vezérelt promptgamma képalkotó (PGAI-NT) berendezést. A PGAI-NT berendezés beüzemelése végleges védelmének kialakítása 2012-ben fog megtörténni. 5. Munkacsomag Neutron- és röntgenreflektometriai módszerek fejlesztése Neutron- és röntgenreflektometriai vizsgálataink elsősorban szóráskísérleteken alapulnak. Eközben elméleti kérdésként merült föl és a projekt keretében elméletileg letisztáztuk, majd – nukleáris rezonancia előreszórási kísérletben – a gyakorlatban is bebizonyítottuk, hogy a szóráskísérletek mintegy kétszáz éve kimondott, de esetenként be nem bizonyítható elve, a reciprocitás, bizonyos feltételek teljesülése esetén sérül. A reciprocitás elve akkor teljesül, ha a detektor és a forrás felcserélése a szórási amplitúdónak szimmetriája. A reciprocitássértés jól ismert a magnetooptikai girotrópia területén, ami egyben a Mössbauer maganyagnak általunk is vizsgált eminens tulajdonsága. Az elméleti tisztázást követően kísérletileg a mágneses hiperfinom terek speciális irányaiban jelentős reciprocitássértést tapasztaltunk. A neutrontükör-rétegekben a gyártás során keletkező belső feszültség csökkentésére több eljárást kipróbáltunk, egy tudományos publikáció született és középtávú együttműködés, majd K+F szerződéses viszony jött létre a Mirrotron Kft-vel nagy reflektvitású időtálló polarizáló és nem polarizáló neutron szupertükrök ki-, illetve továbbfejlesztésére. Philips X’Pert MPD röntgen diffraktométer műszaki fejlesztése A kiegészítő röntgen szórásos vizsgálatokhoz használt Philips X’Pert MPD diffraktométerhez kifejleszetett kisszögű diffrakciós feltét tesztelését, kalibrálását végeztük és sikeresen folytattuk az irányított hatóanyag-leadást biztosító liposzóma rendszerek vizsgálatát. A mérési eredményeket a szinkrotron sugárzás alkalmazásával végzett mérésekkel összevetve levonható következtetések: a feltét segítségével a szinkrotron mérés minőségét és felbontását megközelítő minőségü diffraktogramok készíthetők és jól alkalmazhatóak a szinkrotron mérésekből várható eredmények előzetes becslésére. Langmuir filmmérleg A Langmuir filmmérleget beüzemeltük és megkezdtük a sejtmembrán modell foszfolipid monorétegekben a környezeti molekulákkal való kölcsönhatások következtében fellépő szerkezetváltozásának vizsgálatát. A GINA egyetlen szupertükörre alapozott (spekuláris) polarizációanalízisét megoldottuk. A diffúz szórásban ennél nagyságrendekkel kisebb intenzitás jelentkezik, ami a jelenlegi belépő intenzitás mellett nem teszi rentábilissá az off-spekuláris polarizációanalízist, aminek minimális költsége 40 kEuro. Ezért előbb a monokromátor fejlesztésével kell foglalkozni amelynek eredményeképpen meg kell növelni a mintára eső neutronfluxust. 14
4. részfeladat: Anyagkutatás neutronokkal és komplementer módszerekkel. A részfeladat koordinátora az MTA TTK (Grósz Tamás) 1. Munkacsomag Élettudomány vonatkozású témakörök i) Kalcium-tartalmú biokompatibilis kerámiák szol-gél módszerrel történő előállítása és szerkezetvizsgálata SANS és SAXS módszerrel Az emberi szervezetben különböző károsodások (pl.: közlekedési balesetek, csontrák, stb.) során bekövetkező csonthiányok orvoslásában egyre nagyobb igény mutatkozik mesterséges implantátumok (fémek, fémötvözetek, polimerek és különböző technológiával készült bioüvegek és biokerámiák) alkalmazására. A mesterségesen előállított implantátum alapanyagok kutatásai közül napjainkban egyre inkább kiemelkednek a bioüvegek és biokerámiák szintézisével és szerkezetvizsgálatával foglalkozó tanulmányok. A növekvő figyelmet a természetes csontéhoz hasonló összetételüknek, porozitásuknak és kiemelkedő bioaktivitásuknak köszönhetik. A bioüvegek és biokerámiák előállítását a kezdetekben hagyományos olvasztásos technológiával valósították meg, de az utóbbi évtizedek során egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek más módszerek (többnyire oldat technikán alapuló eljárások) kifejlesztésére is. Oldattechnikán alapuló technológiákkal kedvezőbb tulajdonságok (pl.: pontosan kontrollált összetétel, nagy tisztaság, homogenitás stb.) érhetők el. Az egyik legelterjedtebb oldatból kiinduló eljárás a szol-gél módszer. Széles körű alkalmazása leginkább annak köszönhető, hogy a kialakuló szerkezet már molekuláris szinten alakítható, irányítható. A biológiai alkalmazás szempontjából a módszer igen fontos előnye a kontrolált, csont szerkezetéhez hasonló porozitás kialakíthatósága, valamint a természetes csontban is előforduló ionok (OH-, CO32-) beépíthetősége a szerkezetbe. Mindezek növelik a bioaktivitását az implantátumoknak, vagyis az összenövését a természetes szövetekkel. A legtöbb bioaktív üveg és kerámia alapját egy szilikáttérháló képezi, köszönhetően a szilikátok testnedvekben lejátszódó lassú és csekély oldhatóságának. A szilikátüvegek többnyire amorf anyagok csekély mennyiségű kristályos fázissal. A térhálómódosító ionok (pl.: Ca2+) jelenlétének következtében egy rendezetlen szerkezet alakul ki, amely a kerámiák erős bioaktivitását eredményezi nedves biológiai környezetben. A szilikátkerámiák felületén lejátszódó ioncsere (Ca2+ ↔ H+) következtében kialakul egy szilíciumban dús hidrogél réteg sok Si-OH csoporttal. Ez a hidrogél réteg katalizálja a hidroxiapatit kiépülését a szilikátkerámia felületén, mely biztosítja a jó kapcsolatot az elő szövetekkel. A kalcium-szilikát kerámiák kedvező bioaktivitását kihasználva a szilikátkerámiák hosszú távú implantátumokként vehetők számításba. A projekt célkitűzése kalciumtartalmú gél- és kerámiarendszerek előállítása volt. A szilikát rendszerek előállítását és szerkezetvizsgálatát orvosbiológiai jelentőségük motiválta. Olyan gél, majd kerámia anyagok kialakítása volt a feladat, amelyek összetételük, szerkezetük, valamint mechanikai tulajdonságaik révén alkalmasak implantátumként való felhasználásra. A jelenleg alkalmazott biokompatibilis anyagok hátránya legtöbbször a nem megfelelő szilárdság, és ez „vázanyagként” rosszabb kompatibilitású fémek alkalmazását teszi szükségessé (pl.: acél, titán, platina, stb.). A gél- és kerámiarendszerek szintézisére az oldattechnikán alapuló szol-gél módszer szolgált. A kutatás során vizsgáltuk a kémiai összetétel (Ca / Si, illetve Si / P arány, katalizátor koncentráció), a katalizátorok (ecetsav; salétromsav; foszforsav és ammónia), az oldószer, a felületaktív anyagok és a szemcseméret hatását a szerkezetre és a kerámiatömbök oldhatóságára, mechanikai tulajdonságaira. A keletkezett anyagok kötésrendszerét FTIR, szilárd NMR spektroszkópiával (29Si, 31P MAS NMR) vizsgáltuk, szupramolekuláris szerkezetét pedig szóráson alapuló technikákkal (SAXS, SANS, USAXS, WAXS), valamint XRD-vel. A hőkezelés során lejátszódó, tömegveszteséggel járó folyamatok követését, a hőmérséklet-tartományok meghatározását termoanalitikai mérések biztosították. A kerámiaporok szemcseméretének meghatározására SEM, valamint DLS mérések szolgáltak. A kerámiatömbök keménységét Vickers-adatok jellemezték. A kerámiaporok és 15
tömbök sűrűségét piknométerrel lehetett meghatározni, és SEM felvételekkel szemléltetni. Orvosbiológiai szempontból fontos oldhatóságot mind desztillált vízben, mind szimulált testfolyadékban (SBF-ben) ellenőriztük. A kerámiatömbök áztatását követően a desztillált vízbe kioldódó elemek analízisére TXRF mérések szolgáltak. A kalciumtartalmú gél- és kerámiarendszerek szintézisére egy új, oldattechnikán alapuló módszert fejlesztettünk ki a szol-gél módszer paramétereinek alkalmas megválasztásával. Ezzel a módszerrel ehetőség nyílt kis szemcseméretű kerámiaporok előállítására, amelyek nagymértékben megkönnyítik a kerámiatömbök szinterelhetőségét, javítják mechanikai tulajdonságaikat, a kialakítható karbonát- és hidroxidionok pedig növelik a kerámiatömbök bioaktivitását. Meghatároztuk az új szol-gél módszer segítségével különböző katalizátorokkal szintetizált gél- és kerámiarendszerek kötésrendszerét (FTIR, MAS NMR – Ca-O-Si kötések), kristályfázisait (WAXS, XRD – β-Ca2SiO4), a szinterelés optimális körülményeit (TA, IR, XRD – 700 °C, 2540 t/cm2) és a szükséges segédanyagokat (ecetsavas közegben – TEOS; ammóniás katalízisnél – vizes nedvesítés). Vizsgáltuk az orvosbiológiai szempontból fontos tulajdonságokat (pl.: Vickers keménység – >200 HV, oldhatóság – 2-3%). Az ecetsavas katalizátor egy porózusabb, kis mechanikai szilárdságú tömbkerámiát eredményezet, míg bázisos közegből szintén porózus, de jó mechanikai tulajdonságokkal és csekély oldhatósággal jellemezhető tömbkerámiák szinterelhetők. Az ammóniás katalízis eredményezte a legjobb mechanikai tulajdonsággal (230-260 HV), porozitással (SEM) és legkisebb oldhatósággal (1-3% tömegveszteség) jellemezhető kerámiatömböket. A kalcium-szilikát tömbök esetében az elhanyagolható mértékű tömegveszteség a felületen lejátszódó ioncsere (Ca2+ ↔ H+) következménye. A szimulált testfolyadékban, SBF-oldatban történő áztatás után minden kalciumszilikát minta felületén foszfátcsoportot, valamint kismértékű karbonátosodást és hidratációt lehetett kimutatni. A tömbkerámiák és az SBF-oldat között lezajló ioncsere (Ca2+ ↔ H+) hatására a felületen egy szilíciumban dús hidrogél réteg alakul ki sok Si-OH csoporttal. A kialakuló hidrogél réteg katalizálja a foszfátcsoportok SBF-oldatból történő adszorpcióját, és egy hidroxiapatit-szerű réteg kiépülését. A hidroxiapatit réteg biztosítja a jó kapcsolatot az élő szövetekkel, növelve a kerámiák bioaktivitását. A szerkezeti meghatározásokon túl, sikerült azonosítani a Ca-O-Si kötéseket különböző rendszerek FTIR spektrumában [3]: 890 cm-1-nél a wollasztonitban; 930 cm-1-nél a β-dikalciumszilikátnál; 965 cm-1 dikalcium-szilikát-hidrát esetén, és 920-930 cm-1 között amorf kalciumszilikátok IR felvételén. Az amorf kalcium-szilikát minták Si-O-Ca kötéseinek azonosítására kidolgoztunk egy módszert, mely a minták részleges oldásán és újrakristályosításán alapult. Az FTIR méréseket XRD adatokkal is alátámasztottuk. Az XRD és NMR adatok összevetésével igazoltuk, hogy a -71 − -72 ppm-nél megjelenő és Q0 egységek jelenlétéhez köthető Si MAS NMR jel a β-dikalcium-szilikát kristályos fázis kialakulásából ered. Szintén diffraktogrammok segítségével tudtuk azonosítani a -9 ppm-es P MAS NMR csúcsot, mely β-Ca2P2O7-hoz rendelhető, és a -11 ppm-es csúcsot, a γ-Ca2P2O7 módosulat jelét. Igazoltuk a δ-Ca(PO3)2 és a metafoszfátokra jellemző széles csúcsot (-25,5 ppm Q2), valamint a -33 ppm-nél detektált diffúz csúcsot, mely a 2 Ca2SiO4·Ca3(PO4)2 fázisban megtalálható Si-O-P kötéshez kapcsolható. A fenti eredmények komplex rendezésével és összegzésével ezt a témát a projekt szempontjából teljesítettnek tekintjük. A téma felelőse, Meiszterics Anikó 2011. áprilisában a fenti eredmények alapján az ELTE Doktori Iskolájára benyújtott PhD dolgozatát Summa Cum Laude (100%) megvédte. Az értekezlet tézisei a 4.1.i mellékletben olvashatók. 16
ii) Lamelláris önszerveződő molekuláris komplexek szerkezete és dinamikája Fotoszintetikus szervezetek tilakoid membránjain végeztünk kisszögű neutron és röntgen szórási kísérleteket (Yellow Submarine-BNC; D11 és D22 - ILL; ELETTRA) az MTA Szegedi Biológiai Központ Növénybiológiai Intézetével együttműködésben. A külső környezet változásának hatását (fény, hő, ozmotikus nyomás, mágneses tér) és az ezekre bekövetkező szerkezetváltozásokat vizsgáltuk különböző élő szervezeteken – cianobaktériumokon és kovamoszatokon - in vivo, valamint levelekből izolált tilakoid membránokon. A szerkezetváltozásokat összefüggésbe hoztuk fiziológiailag fontos regulációs mechanizmusokkal. Vad típusú és mutáns zöld algákon változó fényviszonyok alatt bekövetkező állapotváltozásokat (state transitions) vizsgáltunk; azonosítottuk az állapotváltozásokhoz rendelhető szóráskép-változásokat és bizonyítottuk, hogy az állapotváltozások jelentős mértékű változásokat okoznak a tilakoid membrán szerkezetében. A D11 és D22 műszereken további méréseket végeztünk második fotokémiai rendszerben (PS II) dúsított membránfragmensek (BBY) szuszpenzióján. A mérési eredményeket membránpárok egyszerűsített szóráshossz sűrűség profiljából számolt forma faktorral illesztettük. A kísérletek segítettek megérteni az izolált tilakoid membránok szórási képének nagy momentumtranszfer régióban megfigyelhető részleteinek strukturális eredetét is. PS II dúsított membránfragmenseket vizsgáltunk elasztikus inkoherens neutronszórással az IN13 (ILL) visszaszórási spektrométeren a fiziológiailag releváns és denaturációs hőmérsékleti tartományokban. Megfigyeltünk egy hidrációfüggő tranzíciót az átlagos négyzetes elmozdulások hőmérsékletfüggésében, melyben az oxigénfejlesztő komplex lényeges szerepet játszik. Az MTA Szegedi Biológiai Központ Biofizikai Intézetével együttműködésben elasztikus inkoherens neutronszórással az IN13 és IN16 (ILL) visszaszórási spektrométereken vizsgáltuk az ún. Hofmeister sorozat sóinak a bakteriorodopszin dinamikájára kifejtett hatását. iii) Biológiai katalitikus folyamatok - folyadékdiffrakciós vizsgálatok -
Az előző szakaszban beszerzett Langmuir filmmérleg segítségével vizsgáltuk sejtmembrán modell foszfolipid monorétegekben a környezeti molekulákkal való kölcsönhatások következtében fellépő szerkezetváltozást. Tenziometriai és összegfrekvencia-keltési rezgési spektroszkópiai mérésekkel vizsgáltuk az oldat ionösszetelének (pl. Na+/Ca2+ vs K+/Mg2+) valamint a membrán megszakító illetve biokompatibilis tulajdonságú polimerek (polikationos polimerek és a biokompatibilis poliszaccharidok) foszfolipid monorétegekre és kettősrétegekre gyakorolt hatását. A meglévő műszereket átalakítva az ATR-IR, és RAIRS mérésekhez megfelelő mintatartókat építettünk és a módosított kutatási eszközök segítségével előméréseket végzünk olyan egyszerű, egykomponensű lipid monorétegeken és hordozott kettősrétegeken melyekkel kapcsolatban már tapasztalatokkal rendelkeztünk. Eredményeinket nemzetközi konferencián ismertettük.
-
Biológiailag releváns uni- és multilamelláris rendszerek oldatainak tanulmányozása a Philips X’Pert diffraktométerhez kifejlesztett kisszögű röntgenfeltét alkalmazásával: a vizsgálatok célja az irányított hatóanyag-leadást biztosító vezikulás rendszerek sajátságainak feltárása. A modellmembrán rendszerek a bonyolult sejtmembránok megértését szolgálják. Ennek fényében a kétkomponensű (lipid/víz)-rendszerekben idegen molekulák – ionok, puffermolekulák, hatóanyagok, fehérjék – hatására létrejövő effektusok vizsgálata nagy jelentőségű. A pufferek típusa, koncentrációja befolyásolhatja az alaprendszer fizikai, fiziko-kémiai tulajdonságait. Ezek a változások alapvető fontosságúak bármilyen összetett rendszer sajátosságainak megértésében. A dipalmitoil-foszfatidilkolinból (DPPC), amely az emberi sejtek membránjának egyik fő összetevője, és vízből felépülő liposzóma-rendszerek szerkezeti tulajdonságait tanulmányoztuk különböző koncentrációjú Tris-pufferben. A liposzómák kettősrétegei a modellrendszerben multilammeláris rétegekben rendeződnek gömbszimmetrikusnak tekinthető formában. A szerkezeti változások nyomonkövetésére 17
kiválasztott vizsgálati módszerek széles méretskálán (atomi mérettől a mikrométerig) adnak információt. A differenciális pásztázó kalorimetriás (DSC) méréseket a foszfolipidek fázisátmeneti hőmérsékletének és entalpiaváltozásának meghatározására használtuk. A kisszögű röntgenszórás (SAXS) eredményeiből a rétegszerkezet változásai, míg a nagyszögű röntgenszórási (WAXS) mérésekből az adott síkban hexagonális rácsba rendeződő lipidek távolsága (az alcella rácsállandója) állapítható meg. A rendszer fázisállapotainak megfelelő hőmérsékleteken (26°C, 38°C, 46°C) kapott eredmények az egyes fázisokban rétegszerkezetváltozásokat mutatnak, melyek a puffer-rendszer ionjainak hatására következnek be. A molekuláris szintű kölcsönhatásokat – a karakterisztikus csoportok rezgéseiben létrejövő változások alapján – infravörös spektroszkópiai (ATR-FTIR) módszerrel követtük. A hőmérséklet függvényében felvett spektrumok a vizsgált liposzóma-rendszerek fázisátalakulásairól, a láncrégiókat, illetve a fejcsoportokat érintő változásokról adnak információt. A különféle módszerekkel kapott eredmények azt mutatják, hogy a széleskörűen használt Tris-puffer perturbációt okoz a DPPC/víz rendszer szerkezetében. A perturbáció mértéke és jellege függ a pufferoldat koncentrációjától, illetve csökkenthető a lipidmembrán ozmotikus egyensúlyának biztosításával (ionkoncentráció pufferelése NaCl-dal). Az eredményeket összefoglalő poszter (Beijing 2011) a 4.1.ii mellékletben található. -
Önszerveződő rendszerek, valamint folyadékelegyek szerkezetének vizsgálata. Az utóbbi években számos nem-kovalens szintézissel nem-kovalens kötések által összekapcsolt szerves és/vagy szervetlen szupramolekuláris szerkezetet hoztak létre. Ezeknek a szupramolekuláknak a szerkezetét szilárd fázisban többnyire egykristályröntgendiffrakcióval vizsgálták. Oldatszerkezet meghatározás nem történt. Az elmúlt években, laboratóriumunkban a területen először hajtottunk végre szupramolekuláris komplex szerkezet meghatározást oldatból, röntgendiffrakcióval. A feladat elvégzéséhez teljesen újszerű mérési technika és adatkiértékelés kifejlesztésére volt szükség. Az önszerveződő rendszerek komplex szerkezete miatt klasszikus molekuláris dinamikai szimuláció és oldatröntgendiffrakció együttes alkalmazásával mélyebb betekeintést nyerhettünk. Segítségükkel nem csak a fém-fém távolságokat tudtuk meghatározni, hanem az oldószer-szupramolekula, oldószer-oldószer valamint a molekula-molekula szerkezeti függvényeket is. Ezt a tanulmányt átfogó elméleti kémiai vizsgálat előzte meg, mely a potenciálisan szóbajöhető molekulák sokfélesége (Au-M, M = Ag, Pt, Cu, Sn központi fém különböző ligandumokkal alkotott komplexei) miatt még ma is tart. Az ab initio számítások célja az oldószermolekulák, valamint az oldószer – fém kölcsönhatási párpotenciálok leírása volt. A szupramolekulák jó oldószereit a szintézisük során felhasznált anyagok alapján határoztuk meg: víz, nitrometán, jégecet, diklórmetán. A vizsgálatok során a szerkezeti paraméterek meghatározása mellett foglalkoztunk az úgynevezett kizárt térfogat hatás jelenségével is, mely a párkorrelációs függvények meghatározását nehezíti. Ezt a vizsgálatot egy viszonylag egyszerű rendszeren végeztük el, a tetra-platina-oktaacetát jégecetes oldatán. Az átfogó munka eredményeiből több cikk, valamint egy doktori értekezés készült. Munkálataink során olyan komplexek előállítására törekedtünk, melyek vízben jól oldhatóak. Azonban a legtöbb az intézetünkben előállított komplex viszonylag rosszul oldódik mind vizes mind szerves oldószerekben, megnehezítve vagy ellehetetlenítve a röntgendiffrakciós vizsgálatokat. Ez indokolta, hogy oldószerelegyeket is vizsgáljunk. Az oldószer elegyek vizsgálata már évtizedekkel ezelőtt megkezdődött. Ezt azzal indokolhatjuk, hogy az oldószerek elegyítésével viszonylag széles határok között tudjuk változtatni az elegy dielektromos állandóját, polaritását … stb. Ezek vizsgálatával értékes információt gyűjthetünk például az élő szervezetben lévő fehérjék és enzimek felszínén előforduló oldatbeli viszonyokról. Azonban a legtöbb tanulmány esetében csak számítógépes szimulációt végeztek, valamint az elvégzett szerkezetkutatások során nem tudták definiálni az 18
elegy makroszkópikus ujjlenyomatát, mely gyakran odavezetett, hogy szételegyedett rendszereket is vizsgáltak, mint keverékek. A mi csoportunk először a víz-metanol vizsgálatán keresztül vezette be az irodalomba a hálózat elmélet fogalmait az oldószer elegyek vizsgálatára. Ezeket a kvantitatív mennyiségeket az informatikától kezdve az erdőtüzek terjedéséig vagy az állatvilág kollektív viselkedéséig számos tudományterületen alkalmazták. Segítségükkel ki tudtuk mutatni, hogy milyen kisebb szerkezeti egységek fordulnak elő a folyadékban, ugyanakkor jellemezni tudtuk az egész folyadékra kiterjedő szerkezeti egységeket is, továbbá a hidrogén kötéses rendszerek hálózatának topológiáját is definiáltuk, mely az ilyen oldószerelegyek ujjlenyomataként szolgál. Ezek alapján számos olyan jelenséget írtunk le, melyet eddig még nem vizsgáltak, például a víz-formamid esetében, melyet egy közleményben jelentettünk meg. -
A folyadékdiffrakciós méréseket a -50 – +120oC hőmérséklettartományra kiterjesztő általunk kifejlesztett új fűthető–hűthető mintatartót tesztelése Vizsgálataink során eddig csak szobahőmérsékletű méréseket végeztünk. A nagyszámú biológiai modellminta, valamint az illékony oldószerek alkalmazása indokolttá tette a pontosan szabályozható hőmérsékletet. Segítségével olyan jelenségek vizsgálhatóak, mint például a láz hatása a biológiai modellmembránokra vagy a gyógyszerhordozókra.
-
Folyadékok felszínén elhelyezkedő biológiai modellmembránok röntgen reflektometriás vizsgálatához szükséges mintatartót terveztünk és alakítottunk ki a Philips X’Pert diffraktométerhez. A nanoméretű részecskék egyre több alkalmazása elvezetett oda, hogy mindennapi életvitelünk során érintkezésbe kerülünk velük. Megtalálhatók a kozmetikai termékekben, a gyógyszerekben hatóanyagként, illetve alkalmazhatóak gyógyszerhordozóként is. A betegségek kezelésének ezen módja nagyon hasznos, mivel a szokásosnál kevesebb aktív hatóanyag bevitele szükséges az emberi szervezetbe, csökkentve annak terhelését, illetve az elhúzódó hatóanyag leadás is hatékonyabbá teszi a kezelést. Azonban ezeknek az ígéretes hordozóknak a mellékhatásairól alig tudunk valamit. Nem kevésbé fontos osztálya a nanorészecskéknek azok a részecskék, melyek belégzéssel kerülnek az emberi szervezetbe. Ezek általában a fűtés, dízel motorok és ipari termelés eredményei. A toxikus hatásaik jól ismertek: pl. a bronchusok (levegőjáratok) elhúzódó gyuladása, asztma. A sejteket a környezetüktől elválasztó sejthártya teszi lehetővé az élettanilag fontos molekulák és ionok bejutását a sejten belüli térbe. A gyógyszerek célzott hatóanyag leadása iránt fokozódó érdeklődés mutatkozik, mivel ekkor kevesebb hatóanyag bevitele szükséges, valamint a hatóanyag leadás időben kiterjeszthető. Ugyanakkor, figyelembe kell venni a nanohordozó fizikai hatását az élő sejtek membránjára, mely a biomembránok szerkezetének tartós megváltozását eredményezheti. Ennek a hatásnak a szisztematikus és beható tanulmányozása elvezethet a toxikus hatásuk megértéséhez, valamint elősegítheti a biológiailag kevésbé megterhelő nanohordozók fejlesztését. A röntgen reflektometria alkalmazásával lehetőség nyílik a nano-részecskék élő szervezetre gyakorolt hatásának vizsgálatára. A víz és vizes oldatok felszinén elhelyezkedő modellmembránok igen hasonlatosak azokhoz, amelyek az élő sejtekben találhatóak. A várható eredmények hozzásegíthetnek minket a hatékonyabb nemkívánatos betegségek kezeléséhez, valamint a szövetbarát anyagok fejlesztéséhez. Kitűzött célunk volt, hogy vizsgáljuk a kétdimenziósan kiterjedt lipid membránok szerkezetének megváltozását nanoméretű részecskékkel való kölcsönhatásuk során. Ilyen típusú nano-részecskékkel az emberi populáció a mindennapok során rendszeresen érintkezik (pl. légszennyezők, potenciális gyógyszerhatóanyag hordozók): nem-ionos szervetlen anyagok, mint például a SiO2 szerves molekulák 1.: vízoldható polimerek (pl.: PEG) és dendrimerek 19
szerves molekulák 2.: asszociatív és önszerveződő nanorészecskék, azaz micellák és vezikulák, melyeket a membrán anyagával azonos molekulák építenek fel A mintatartó (egyszerűsített Langmuir mérleg) kialakításánál figyelembe vettük, hogy adaptálható legyen az általunk használt Philips X’Pert multifunkciós készülékhez és így egy új vizsgálati módszerrel bővítettük a hazai mérési infrastruktúrát. Az ennek segítségével elérhető kutatási eredmények várható nagyban hozzájárulnak majd a nanoanyagok alkalmazási kockázatainak feltárásához. -
iv) Hidrogén tartalmú kristályok holografikus szerkezetvizsgálata Az atomi felbontású holográfiának két alapvető módszere van. Az egyikben egy, a mintában elhelyezk dő atom a forrás, a szóródás nélkül kijutott nyaláb a referencianyaláb, míg a forrásatom e szomszédjain szóródott nyaláb a tárgynyaláb. A kettő interferenciáját egy távoli detektorban érzékeljük. Ezt a módszert nevezzük belső detektoros holográfiának. A második módszerben egy, a mintában levő detektoratom érzékeli a távoli forrásból szóródás nélkül érkező nyaláb (referencianyaláb) és a detektoratom szomszédjain szóródott nyaláb (tárgynyaláb) interferenciáját. Mindkét módszert lehet neutronsugárzásra alkalmazni. Ebben az esetben a proton (a hidrogén atom magja) inkoherensen szórja a neutronokat, azaz a hidrogénen szóródott neutron nem tud interferálni a bejövő nyalábbal. Így a proton a belső forrás és a belső detektor szerepét is be tudja tölteni. Az első esetben a vizsgáló nyaláb az inkoherensen szórt neutron, míg a második esetben a vizsgáló nyaláb a távoli forrásból jövő neutron, és a "detektor jel" lesz az inkoherensen szórt neutron. A munkafolyamat során meghatároztuk továbbá a rekonstruált hologram jel-zaj viszonyait, és a különböző képjavító eljárások (felül,- illetve alul áteresztő szűrő használata szimmetriaoperációk, konvolúció) hatását a rekonstruált hologramra. A kutatások bebizonyították, hogy a rekonstruált hologram jel/zaj viszonya nem az egyes pontokban mért beütések, hanem a mérés során mért összes beütés négyzetgyökével arányos, továbbá, hogy a minta holografikus szimmetriacsoportjának alapján alkalmazott szimmetria-operációk növelik a rekonstruált kép jel/zaj arányát. Az eredmények alapján a rekonstruált hologram jel-zaj viszonyának javítására optimalizációs eljárást kidolgozására is sor került. A kapott eljárás széleskörűen alkalmazható az atomi felbontású holográfiában függetlenül az alkalmazott nyalábtól. Új eljárást dolgoztunk ki a belső detektoros neutron holográfiában egyszerre megjelenő belső detektoros és belső forrásos jel egyidejű mérésére és a külön-külön történő rekonstrukciójára, ami a dupla rekonstrukciós módszer elnevezést kapta. Az eljárás jelentősen csökkenti a nem holografikus oszcillációkból származó torzításokat (pl. rugalmas diffúz szórás), valamint javítja a rekonstruált kép jel-zaj viszonyát. A módszer ezenkívül megoldást nyújt a kétdimenziós helyzetérzékeny detektor pozíciófüggő hatásfokának meghatározására a méréssel egyidejűleg. Az eredményeket kísérletileg igazoltuk. Sikeres inkoherens szóráson alapuló holografikus mérést végeztünk palládium- hidrogén rendszeren. A mérés kísérletileg igazolja a dupla rekonstrukciós módszer és a kétdimenziós helyzetérzékeny detektor használatának előnyeit. Ezen kívül a mérés igazolja, hogy nagy hőmérsékletű mintakörnyezet mellett is lehet atomi felbontású neutron holográfiai mérést végezni. Alapvetően a Pd-hidrid lokális, a hidrogén atommagok környezetének - szerkezetét vizsgáltuk az atomi felbontású neutron holográfia eszköztárával. Kidolgoztunk egy új, a parazita szórási effektusokat kiküszöbölő eljárást az u.n. kettős rekonstrukció elvét. Az eljárás hatékonyságát tovább javítottuk egy két-dimenziós helyzetérzékeny detektor alkalmazásával. A méréseket PdH0.51 összetételű mintán végeztük. A holografikus jel rekonstrukciója során meggyőződtünk, hogy a hidrogén atommag környetetéhez tartozó Pd és H atommagok jól megfigyelhetők egészen a negyedik szomszédot képező környezetig bezárólag. A hidrogén negatív és a Pd pozitív szórási amplitúdója is tökéletesen látszik a szórásképen. Végezetül az eredmények igazolták, hogy a kettős rekonstrukciós eljárásnak köszönhetően a jel/zaj viszony egy kettes faktorral javult. Ezen 20
javított metodikai eljárás alapján magas hőmérsékleten (510 oC) is elvégeztük a PdH fémhidrid holografikus szerkezetvizsgálatát abból a célból, hogy ellenőrizzik ausztrál szerzők kissé ingatag alapokon nyugvó megfigyelését, amelyet polikristályos diffraktometriával végeztek el, miszerint a hidrogén nem csak az oktaéderes, hanem mintegy 17%-a a tetraéderes intesticiális helyen is tartózkodik. Megfigyeléseink nem igazolták ezt az eredményt. További jelentős metodikai előrelépést jelenti a Budapesti Kutatóreaktor 8. csatornájánál elhelyezkedő háromtengelyű berendezés kiépítésének befejezése, ami lehetővé teszi a fémhidridekben végbemenő rugalmatlan jelenségek vizsgálatát, jelentős mértékben kiegészítve a holografikus szerkezetvizsgálatokat, mivel a rugalmatlan folyamatok hatása a holografikus megjelenítésre eleddig nem tisztázott sem elméletileg sem kisérletileg. 2. Munkacsomag Nanotechnológiai vonatkozású kutatások A merőleges mágneses tárolás anyagai közül eddig elsősorban a FePd ötvözet stabilitását és anizotrop diffúziós tulajdonságait vizsgáltuk. A témában egy PhD dolgozat született. Ebben a reflektometriának kitüntetett szerepe volt, részben a 2011. nyarára ilyen mérésekre használhatóvá tett GINA reflektométer, részben más európai nagyberendezések használatának eredményeképpen. A ferromágnesség és a szupravezetés rövidtávú kölcsönhatásának vizsgálata A szupravezető/ferromágnes kettősrétegek vizsgálatában számos SQUID, magnetotranszport, SNMS, Auger-spektroszkópiai és neutronreflektometriai vizsgálatot végeztünk. A témán első/másodéves PhD hallgató dolgozik. A vizsgálatokat elsősorban a ferromágneses réteg anyagminőségétől (Fe, Co, Ni), következésképpen a kicserélődési tér nagyságától való függésére koncentráltuk. Eddig erről egy publikáció született. 3. Munkacsomag Ipari-mérnöki vonatkozású vizsgálatok Járműipari alkatrészek minőségbiztosítási és élettartam-vizsgálata Az AUDI Hungary felkérésére készítettünk egy rövid tanulmányt a neutronkutatások autóipari lehetőségeiről. A konkrét problémafelvetésként az AUDI azt vetette fel, műszaki szempontból megoldható-e, hogy a belsőégésű motor hengerfalát és vagy dugattyúját felaktiválva majd a motort működtetve, mérhető-e a kipufogógázban a súrlódás miatt levált fém részecskék mennyisége. A témába illeszkedő korábbi anyagunkat megküldtük az AUDI-nak, ilyen volt a Ferrari számára végzett sikeres vizsgálataink, ahol egy érdekes élettartam probléma megoldásához járultunk hozzá. Végeztünk méréseket Fiat motor főtengely feszültség problémáira is. Általában három fő kérdéskörben lehet feladatokat megoldani neutronokkal (itt mindig azon van a hangsúly, hogy a vizsgálat roncsolásmentes és nagy a mélységi behatolás az anyagba/alkatrészekbe): i) radiográfiás átvilágítás, belső komponensek láthatósága, akár mozgás közben ii) nano-méretű anyag-hibák keletkezése, ezzel kapcsolatos anyagfáradás, ridegedés (pl. a Ferrari esetében a repedésgócok kimutatása nano-szinten), iii) belső feszültség mérése diffrakcióval különböző alkatrészekben. A konkrét leírt Audi problémára egy lehetséges kísérletet javasoltunk: ha a kipufogó gázból lekondenzálható kb. fél vagy egy köbcentiméternyi égéstermék, akkor ennek a szerkezetét megvizsgálnánk az ún. SANS módszerrel (4.3. melléklet). Feltehető, hogy a kinyert anyag valamilyen olajos szuszpenzió és benne a kopás miatti fémrészecskék a nanométeres skálába esnek, ez pedig a mérésben megjelenne, ill. összehasonlítható lenne pl. friss kenőanyaggal, amelyben ilyen nincs. Jó esteben a fémrészecskék mérete, méreteloszlása és mennyisége (össztérfogata) határozható meg. 21
4. Munkacsomag Prompt gamma aktivációs analízis kutatások a nukleáris technika, geológia és a katalízis területén végzett kutatások i) A PGAA analitikai módszer és a spektroszkópiai adatbázis tökéletesítése A jelentősen továbbfejlesztett PGAA mérőhely jelenlegi felépítését egy folyóirat cikkben foglaltuk össze [1], illetve szóbeli előadáson ismertettük a 16. Nemzetközi Radiokémai Konferencián [2]. Az elemanalízis alapjául szolgáló analitikai adatbázist is folyamatosan fejlesztettük. Az FRM2 kutatóreaktor mellett működő PGAA csoporttal (Garching bei München, Németország) együttműködésben, az ott elérhető nagyobb neutronfluxus segítségével a Budapesten nehezen mérhető kis hatáskeresztmetszetű elemek és izotópok (1H, 2H, N, C, 18O, Ba, Ca, Be, Pb, Mg, Zr, Bi, Ce, Na) nukleáris adatait mértük meg. A mérések összevetéséből a Budapesten meghatározott adatokkal publikáció jelent meg a Nucl. Instr. Meth A folyóiratban [3]. A Budapesti PGAA adatbázisról, annak a kémiai analitikában és rokon területeken (pl. magfizika) történő alkalmazásáról számos fórumon hangzott el előadás [4-8]. Korábbi méréseink folytatásaként nyalábszaggatós PGAA módszerrel meghatároztuk 12 rövid- és közepes felezési idejű radionuklid bomlási k0 értékekeit [9]. A kapott adatok összevetése a neutronaktivációs analízisben használtakkal folyamatban van egy nemzetközi bizottság keretében (ICAA), ami segíthet felderíteni az esetleges szisztematikus eltéréseket a PGAA és az NAA módszerekhez használt nukleáris adatbázisok között. A PGAA módszert ismertettük a Handbook of Nuclear Chemistry könyvfejezetében [10]. A GEANT4 Monte Carlo szimulációs kódon alapuló módszert fejlesztettünk ki a HPGe detektorok hatásfokának és válaszfüggvényének meghatározásához. Ezzel a mért hatásfokot az 50 keV–10 MeV-es tartományban néhány százalék pontossággal sikerült reprodukálni. Szintén Monte Carlo módszerrel vizsgáltuk a neutronnyaláb gyengülést összetett minták belsejében, amelyet a geometriára rávetítve meg is jelenítettünk. Pontosítottuk számos dúsított ritkaföldfém és W minta segítségével az egyes izotópok (n,γ) spektrumát a kaliforniai Lawrence Berkeley Laboratóriummal együttműködve. Az előzetes eredményeket egy csehországi konferencián mutattuk be [11]. Egy kollégánk (Sz. L.) egy hetes tanulmányúton vett részt a fenti laboratóriumban. Módszert dolgoztunk ki dúsított minták összetételének, dúsítási fokának és szennyezőinek meghatározására [12]. Repülési idő módszerrel méréseket végeztünk a PGAA mérőállomás neutron nyalábjának energia és nyalábprofiljának meghatározására. Az eredményeket tanácsadás keretében ismertettük egy NAÜ szakértői ülésen [13]. Monte Carlo módszert dolgoztunk ki a PGAI technikával megmért tárgyak belő elemi összetételének elméleti leírására [14, 15]. Az ANCIENT CHARM projektben kidolgozott mérési módszert két könyvfejezetben ismertettük [16, 17]. A TU Braunschweiggel együttműködésben megkezdtük egy módszer kidolgozását és optimálását ötvözetek bórtartalmának mérésére és a bór eloszlásának vizsgálatára. A bór, amennyiben a részecskehatárokon koncentrálódik, jelentősen javítja az anyag rugalmasságát és csökkenti a ridegségét. A térfogati bórtartalom PGAA-val, az eloszlás pedig részecske nyomdetektorokkal (SSNTD) volt mérhető, a 10B(n,αγ) reakció segítségével. A vizsgált Co-Re ötvözetek a jelenlegi Ni-alapúaknál kb. 200 fokkal magasabb hőmérsékleten üzemeltethetők. Turbinákban és hajtóművekben tervezik az új ötvözetek felhasználását, amely a hatásfok jelentős növekedését eredményezi [18]. 22
ii) Nukleáris anyagok vizsgálata PGAA-val Az EU FP6 European Facilities for Nuclear Data Measurements (EFNUDAT) projektünk 2009. április 28-30 között megrendezett munkaértekezletén a hideg neutronnyalábbal történő mérésekhez legjobban alkalmazható minták elkészítésének szempontjait foglaltuk össze, amelyből publikáció készült [19]. E szerint a komparátoros mérésekhez a minta és a komparátor vékony, homogén keveréke vagy vegyülete a legalkalmasabb. Továbbá előnyös, ha minta és a komparátor hatáskeresztmetszete egymáshoz közel esik. Az EFNUDAT Budapesten, 2009. szeptember 23-25 között megrendezett munkaértekezletén két cikket jelentettünk meg a nukleáris adatok témaköréből [20, 21]. Az egyik a hatáskeresztmetszet méréseink általunk kidolgozott metodikáját és alkalmazási lehetőségeit mutatja be [21], a másikban a CERN-ből izotópösszetétel meghatározás céljából kapott 58Ni(n,γ)59Ni példáján mutatja be a hatáskeresztmetszet meghatározási módszereket [20]. Ez utóbbiban az eredményeink megegyeznek a legutóbbi kompilációval. Parciális hatáskeresztmetszeteink kissé eltérnek a kompillációban legnagyobb súllyal figyelembe vett Omega-West reaktornál mért értékektől. Ennek legfőbb oka a kalibrációhoz használt nitrogén standard legújabb intenzitás adatainak a különbözősége. Az EFNUDAT projekt felhasználó támogatási rendszere keretében méréseket végeztünk a 235U lassú neutronbefogási reakciójában keletkezett hasadási neutronjai szög- és energiaeloszlására a JRC IRMM-ből érkezett kollégák javaslatára. Az eredményből készült cikkünkben [22] megmutattuk, hogy a mérései eredményeink egyeznek a korábbiakkal. Ezzel sikerült kizárni annak a lehetőségét, hogy a differenciális mérésekben előforduló szisztematikus mérési hibákra lehessen fogni a differenciális és az integrális mérések közötti különbséget. Mértük a PGGA nyalábunkkal aktívált, nukleáris asztrofizikai jelentőséggel bíró 54Fe befogási hatáskeresztmetszetét is a VERA gyorsítós tömegspetrométernél (Ausztria). Az eredményekből készült cikkben [23], megállapítottuk, hogy az új mérési eredményünk pontosabb, mint a jelenlegi elfogadott érték és avval hibán belül megegyezik. Az ND2010 konferencián ismertettük a 209Bi alapállapoti és metastabil állaptára vezető hatáskeresztmetszet méréseinkből meghatározott legújabb eredményünket [24]. Ebben is azt találtuk, hogy az adatok jól egyeznek a korábbi méréseinkkel. A konferencián bemutatásra került a NAÜ által koordinált Reference Input Parameter Library III projekt is, amely a jelenlegi magfizikai tudásunkat összegzi a nukleáris adatok számolására [25, 26]. Az EFNUDAT projektben osztrák felhasználókkal közösen aktíváltuk egy természetes uránbanmintában lévő 235,238U atommagokat. A hidegneutronos aktivációs méréseinket nagyobb energiájúakkal kiegészítve neutronbefogási hatáskeresztmetszeteket határoztunk meg, a besugárzás során keletkező 236U és 239Pu atomok számából, amelyet a bécsi VERA gyorsítóval működtetett tömegspektrométeres számlálással métünk. Az ebből kapott termikus és nukleárisasztrofizikai energiájú hatáskeresztmetszetek hibán belül megegyeznek a korábbi értékkel [27]. Az EFNUDAT projektzáró értekezletén beszámoltunk a projekt keretében elvégzett mérések eredményeiről [12, 32-34]. A MANREAD nevű NAÜ projektünkben méréseket végeztünk a 241Am termikus hatáskeresztmetszetére. Az előzetes eredményeket szintén az ND2010 konferencián ismertettük [28]. Mértük és modelleztük különböző neutron energiákon a 209Bi(n,γ) reakcióban keletkező 210g,mBi hatáskeresztmetszetét. A kapott elágazási arány jó egyezést mutat az irodalmi értékekkel [29, 30]. Demonstráltuk, hogy Monte Carlo szimulációval kiegészítve az EGAF (Evaluated Gamma-ray Activation File), amely adatainak normálása elsősorban a PGAA könyvtárunkon alapul, alkalmas az atommagok nívósémájának kiegészítésére és befogási hatáskeresztmetszetük meghatározására [31], olyan esetekben is, amikor nem tudjuk felbontani az összes gamma-átmenetet. Ezen 23
túlmenően az EGAF adatait a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium munkatársai átültetik a reaktorfizikai számítások elvégzésére alkalmas MCNP Monte Carlo kód bemenő adatai közé, továbbá a NAÜ nukleáris adatok osztályán dolgozók beviszik az EXFOR adatbázisba is. iii) Geológiai vizsgálatok Mivel a PGAA módszer már általános érdeklődésre tart számot a geokémiával foglalkozó kutatók körében, éves rendszerességgel tartunk előadást a módszer alkalmazásával és az általa nyújtott vizsgálati lehetőségekkel kapcsolatban az ELTE TTK geológus MSc hallgatóinak. Továbbá a 2010-es év elején ismeretterjesztő jelleggel bemutattuk a módszert a Téli Ásványtudományi Iskolán, Balatonfüreden is [35]. A K-68153 sz. OTKA kutatási pályázat keretében (2008-2011) a Kárpátok vonulatát követő intruzív magmás testek geokémiai, geokronológiai és kőzettani vizsgálatát végezzük közösen az OTKA vezető kutatójával Dr. Pécskay Zoltánnal (MTA ATOMKI) és a kutatáshoz kapcsolódó nemzetközi együttműködések kutatóival. Az OTKA kutatásaink célja, hogy megállapítsuk az intruzív testek szerepét a neogén-kvarter mészalkáli vulkanizmus fejlődésében. Az elmúlt években vizsgált Pieniny- és Moráviai területéről származó kőzetminták eredményeit kiegészítettük a Torjagából származó minták mérési eredményeivel. Az intrúziók a nyomelem adatok alapján szubdukciós nyomokat mutatnak. A Pieniny andezitek bórtartalma 2,97 és 29,5 µg/g közt változik. A második intrúzív szakaszban benyomuló magma az első szakaszban keletkezett kőzeteket hidrotermálisan módosította növelve azok fluid mobilis elemtartalmát, különösen a B és Pb koncentrációkat. A Moráviai andezit intrúziók magasabb B-tartalma pozitív korrelációt mutat a K2O-tartalommal, ami a kéreg beolvasztásából eredő fluid-tartalomnövekedésre utal. A Torojagai minták a Moráviaiakhoz hasonlóan kéreg eredetű fluid hatást jeleznek. A Torojaiai terület intrúzióinak kora megelőzi a tőle délre elhelyezkedő vulkáni képződmények képződési korát. Az összefoglaló és összehasonlító eredményeket és következtetéseket 2010-ben két nemzetközi nagykonferencián is lehetőségünk nyílt bemutatni előadások és poszterek segítségével [27, 36-38], az előadásokból két cikk is megjelent [39, 40]. Az IMA2010, „20th General Meeting of the International Mineralogical Association: Bonds and Bridges: Mineral sciences and their applications. 2010. augusztus 21-27. Budapest” kongresszuson két előadásban ismertettük a Nyugati Kárpátokból és a Tokaji hegységből származó mintáink geokémiai jelentőségét [37, 41] A kongresszushoz kapcsolódóan 2010. 08. 28-án az NKO főszervezésében tartottunk egy egynapos rövidkurzust „Neutron diffraction and neutron spectroscopies” címmel a BNC-hez tartózó főbb módszereket irányító, és azokért felelős kutatóinak bevonásával az IMA kongresszuson résztvevő, érdeklődők számára, az MTA IKI tanácstermében. Az előadásokat a módszerek bemutatása követte [42-45]. Az elmúlt években geológiai mintákon végzett PGAA mérések eredményeiről 2010-ben az intézetet meghallgató Nemzetközi Tudományos Tanács előtt is beszámoltunk [46]. 2010. szeptember 10-én Gméling Katalin, korábbi és a fenti méréseink anyagából, benyújtotta a doktori (PhD) értekezését az ELTE TTK Doktori Tanácsának, amelynek védésére 2010. 12.09-én került sor és a doktori bizottság summa cum laude minősítette [47]. iv) Ipari katalitikus reaktor cellák és anyagtudományi minták vizsgálata PGAA-val. 2010-ben is folytattuk a Fritz-Haber Intézettel közös in-beam katalíziskutatási programunkat, amelyet az EU FP7 NMI3 User Programja is támogatott. Az in-situ PGAA módszer különösen alkalmasnak bizonyult a minta felszínén, a gáztérben, illetve a tömbfázisában lévő hidrogén kimutatására, a reakció mechanizmus feltárására, amely megnyitja az utat hatékonyabb katalizátorok kifejlesztésére. A munkamódszer az volt, hogy először egy ismert, működő katalizátoron végzett méréssel értelmezzük a reakció mechanizmusát és optimális körülményeit, 24
majd ennek ismeretében célzottan előállítottak olyan új anyagokat, amelyek sokkal olcsóbban képesek ugyanazt a katalitikus hatást kifejteni. A műanyagipar számára fontos a nyomnyi mennyiségű alkinek eltávolítása etilén és propilén betáplálási anyagáramból. A Pd referencia katalizátor alkinek szelektív hidrogénezésére alkének jelenlétében. A vizsgálataink szerint a szelektív hidrogénezés a felszín közeli Pd-C rétegben megy végbe és a szelektív hidrogénezés sebessége független a tömbfázis H/Pd arányától. A felületi H kötési energiája a Pd-C fázisban lecsökken, ezért a felület borítottsága alacsony. Az eredmények értelmezését DFT (Periodic density-functional theory) számítógépes szimulációk és más technikákkal (pl. in-situ XPS) végzett párhuzamos mérések támasztják alá [48]. Mennyiségileg mértük a palládiumon kívül más, palládium-alapú intermetallikus vegyületek (pl. PdGa, Pd3Ga7) és komplex fémötvözetek hidrogén felvételét is [49]. A kísérleti eredmények a kvantumkémiai számítások segítségével magyarázhatók voltak. A Pd-al kapott eredmények nyomán sikerült előállítani olyan Al-Fe intermetallikus vegyületeket, amelyek a Pd-nál jelentősen olcsóbbak, mégis összemérhető aktivitást és szelektivitást lehet velük elérni. Az eredményeket a Nature Materials folyóiratban publikáltuk [50]. 2011-ben is tovább folytatódott a Fritz-Haber Intézettel közös in-beam katalíziskutatási projekt. Számos, főleg RuO2 alapú katalizátort vizsgáltunk meg az ún. Deacon-reakcióban. Ez az elektrolízis környezettudatos alternatívájaként az ipari melléktermékként is keletkező sósavgázból elemi klór előállítását teszi lehetővé heterogén fázisú oxidációval (2 HCl + 1/2O2 → Cl2 + H2O). A PGAA méréssel párhuzamosan a keletkező Cl2 mennyiségét jodometriás titrálással határoztuk meg. Az eredmények értelmezéséhez számos más technikával kapott eredményt (in-situ XPS, TAP) és kvantumkémiai számításokat is felhasználtunk [51]. A katalíziskutatásban fontos, hogy a mintát jellemezzék használat előtt, alatt és után is. Erre jó példa a félüzemi körülmények között használt Ru-Ir/Ti hálón végzett mérési sorozat, amellyel szennyvizek oxidatív tisztítását lehet elvégezni [52]. Indiai–Magyar Akadémiai kétoldalú együttműködés keretében indiai kutatókat láttunk vendégül és mintegy 50 db Zr és Zr-Nb ötvözet, grafit minta és meteorit analízisét végeztük el. Az eredményekből egy posztert mutattunk be a 16. Nemzetközi Radiokémai Konferencián [53]. Méréseket végeztünk a Bécsi Műszaki Egyetemmel együttműködésben, az NMI3 projekt keretében Pd és Ti-alapú hidrogéntároló anyagokon. PGAA-val meghatároztuk a frissen készült és az akár több éves tárolás után lévő minták hidrogéntartalmát, amelyből következtetni lehet az anyagok hosszú távú hidrogéntárolási képességére. 5. Munkacsomag Archeometriai vizsgálatok 2010-ben folytattuk a K-62874 sz. OTKA kutatási pályázat keretében magyarországi pattintott- és csiszolt kőeszközök eredet-meghatározását [54-57]. A Magyar Nemzeti Múzeummal, valamint külföldi felhasználókkal együttműködésben paleolit és neolit kőeszköz régészeti leletek és nyersanyagaik (limnokvarcit, jáspis, szürke tűzkő, obszidián ill. zöldpala, szaruszirt) elemösszetételét határozzuk meg PGAA-val. A vizsgált minták körét fokozatosan kiterjesztettük horvátországi (horvát-magyar TéT), szerbiai (Hajnal Andor –CHARISMA), ill. romániai (Madalina Dimache, Otis Crandell – NMI3, Elisabetta Starnini - CHARISMA) lelőhelyekre. A makroszkóposan sokszor hasonló, de különböző összetételű kőzetfajták bizonyos esetekben jól elkülöníthetők. Az újonnan vizsgált zöldpala csiszolt kőeszközök összetétel szerint jól besorolhatók a korábban definiált csoportokba. A horvátországi obszidián minták szintén elkülöníthetők lelőhely szerint [58, 59]. Folytattuk a Szeged melletti Gorzsa lelőhely régészeti kőanyagának részletes vizsgálatát. A jórészt szaruszirt (hornfels) anyagú leletek karakterizálása, a lehetséges nyersanyagforrások azonosítása folyamatban van (Elisabetta Starnini - CHARISMA). 25
Részben a fenti OTKÁ-hoz, részben a Tübingeni Egyetemmel közös MÖB-DAAD projekthez kapcsolódva vizsgáltuk az észak-magyarországi késő-neolit – ún. Bükki kultúrából származó régészeti kerámiákat, ill. a lehetséges nyersanyagokat (agyaglelőhelyeket) [60-64]. Egy esettanulmány során a Polgár-Csőszhalom lelőhelyről származó neolitikus rézgyöngyök kémiai összetételét és kristályszerkezetét vizsgáltuk PGAA-val, neutron-diffrakcióval és röntgendiffrakcióval [65, 66]. Több áttekintő előadást tartottunk a PGAA archeometriai alkalmazásairól, illetve a futó projektjeinkről [67-70]. Szilágyi Veronika a korábbi és fenti eredményeink felhasználásával beadott PhD értekezését Summa Cum Laude eredménnyel megvédte [71]. Folytattuk a 2011-ben is a lezárt K-62874 sz. OTKA kutatási pályázat keretében megkezdett magyarországi és kárpát-medencei pattintott- és csiszolt kőeszközök eredet-meghatározását [5457]. A Magyar Nemzeti Múzeummal, valamint külföldi felhasználókkal (CHARISMA project) együttműködésben paleolit és neolit kőeszköz régészeti leletek és nyersanyagaik (limnokvarcit, radiolarit, szürke tűzkő, obszidián ill. zöldpala, szaruszirt, szerpentinit, stb.) elemösszetételét határozzuk meg PGAA-val. A vizsgált minták körét tovább bővítettük horvátországi, szerbiai, ukrajnai, ill. romániai lelőhelyekre. A makroszkóposan sokszor hasonló, de különböző összetételű kőzetfajták bizonyos esetekben jól elkülöníthetők. Az újonnan vizsgált zöldpala csiszolt kőeszközök összetétel szerint jól besorolhatók a korábban definiált csoportokba. A különböző régészeti lelőhelyen talált horvátországi obszidián leletek nyersanyagának eredete nagy biztonsággal megadható. A mai Románia, Szerbia, ill. Ukrajna területén talált obszidián leletek egyértelműen besorolhatók a kárpáti obszidiánok különböző alcsoportjaiba (C1, C2, C3) [58, 72, 73]. Folytattuk a Szeged melletti Gorzsa lelőhely régészeti kőanyagának részletes vizsgálatát. A jórészt szaruszirt (hornfels) anyagú leletek karakterizálása, a lehetséges nyersanyagforrások azonosítása részben sikeres volt. A kutatást folytatjuk mind a terepi mintavételezés, mind az analízis területén. Eredményeinket az European Journal of Mineralogy c. folyóiratban tettük közzé [74]. Az OTKA pályázat és, részben a Tübingeni Egyetemmel közös MÖB-DAAD projekt folytatásaként, a CHARISMA projekt pályázati lehetőségeit felhasználva vizsgáltuk az északmagyarországi késő-neolit – ún. Bükki kultúrából származó régészeti kerámiákat [75, 76]. A PGAA mérési eredményeket esetenként INAA-, XRD, Raman-spektroszkópiai, ill. XRF-mérések eredményeivel egészítjük ki a kerámiák díszítésének vizsgálatához. Egy esettanulmány során a nagytétényi neolit sírban talált különböző (Zselic, Bükk, Vinca) kultúrákhoz tartozó értékes kerámia edények összehasonlító vizsgálatát végeztük el. Célunk volt az edények import voltának igazolása vagy elvetése. A tipológiailag három különböző (Bükk, Zseliz és Vinca) kultúrához tartozó edények a kémiai összetétel alapján is három fő csoportba kerültek, de ez a csoportosítás nem egyezik a tipológiai besorolással [77] A CHARISMA projekt keretében az Aberdeen Egyetem kutatóival együttműködve vizsgáltunk kísérleti vasolvasztásból származó mintákat. A vaskori fémgyártás körülményeit reprodukáló kísérletekben jelen lévő ún. „gyepvasérc”, faszén, ill. a kohósalak elemösszetételéből kívánunk következtetni a korabeli fémműves technikákra, ill. a „gyepvasérc” felhasználás elterjedésére. Az eredmények kiértékelése folyamatban van [78]. Több áttekintő előadást tartottunk a PGAA archeometriai alkalmazásairól, ill. a futó projektjeinkről (pl. CHARISMA [79-94])
26
Publikációs lista A projekt adott munkaszakaszában a projekt tárgykörébe eső, ill. a projekt által teljesített publikációk, előadások, jelentések listáját konzorciumi résztvevőként az alábbi bontásban adjuk meg: - Megjelent nemzetközi folyóirat cikkek - Közlésre elfogadott nemzetközi folyóirat cikkek - Konferencia kiadványok - Könyv fejezetek, egyéb közlemények, hazai publikációk, riportok - Szóbeli v. poszter előadások - Disszertációk MTA Wigner SZFI Nemzetközi folyóirat cikkek 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
10.
11.
12.
Füzi J, Rosta L; Neutron beam conditioning for focusing SANS spectrometers; J Phys Conf Ser; 241, 012075, 2010 Kasztovszky Zs, L. Rosta; How can neutrons contribute to Cultural Heritage Research? Neutron News, 23, 2011 Markó M, Krexner G, Schefer J, Szakál A, Cser L; Atomic resolution holography using advanced reconstruction techniques for 2D detectors; New Journal of Physics; 12, 063036, 2010 Markó M, Szakál A, Török Gy, Cser L; Construction and Testing of the Instrument for Neutron Holographic Study at the Budapest Research Reactor; Review of Scientific Instruments; 81, 105110, 2010 Meiszterics A, Rosta L, Peterlik H, Rohonczy J, Kubuki S, Hentis P, Sinkó K, Structural characterization of gel-derived calcium silicate systems; Journal of Physical Chemistry A; 114, 10403-10411, 2010 Meiszterics A, Sinkó K, Study of bioactive calcium silicate ceramic systems for biomedical applications; IFMBE Proceedings, accepted for publications Mezei F, Multiplexing neutron chopper systems and pulsed neutron source design; ICANS XIX. March 8-12, 210; Grinwald, Switzerland, in press Nagy G, Posselt D, Kovács L, Holm JK, Szabó M, Ughy B, Rosta L, Peters J, Timmins P, Garab Gy; Reversible membrane reorganizations during photosynthesis in vivo: revealed by small-angle neutron scattering; Biochem J.; 436: 225-230, 2011 Nagy G, Szabó M, Ünnep R, Káli Gy, Miloslavina Y, Lambrev PH, Zsiros O, Porcar L, Timmins P, Rosta L, Garab Gy; Modulation of the multilamellar membrane organization and of the chiral macrodomains in the diatom Phaeodactylum tricornutum revealed by small-angle neutron scattering and circular dichroism spectroscopy; Photosynthesis research; 110, 2011 Nagy G, Pieper J, Krumova SB, Kovács L, Trapp M., Garab Gy, Peters J; Dynamic properties of photosystem II membranes at physiological temperatures characterized by elastic incoherent neutron scattering. Increased flexibility associated with the inactivation of the oxygen evolving complex; Photosynth Res; accepted for publication Orbán J, Cser L, Rosta L, Török Gy, Nagy A; Design and experimental results of a large, position sensitive, multi-wire prototype detector developed at BNC Review Article; Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment; 632, 124-127, 2011 Rogante M, Pasquini U, Rosta L, Lebedev V; Feasibility study for the investigation of Nitinol self-expanding stents by neutron techniques; Physica B: Condensed Matter; 406, 527-532, 2011 27
13. 14. 15. 16.
17. 18. 19. 20. 21.
Rogante M, Rosta L; Forged components and possibilities of their investigation by neutron techniques; Croatian Society for Mechanical Technologies; 69-81, 2010 Rosta L, Baranyai R, Budapest Research Reactor 20 years of international user operation, Neutron News; 22, 31-36, 2011 Rosta L, Len A, Pépy G, Harmat* P, Nano-scale morphology of inclusions in tungsten wires a complex SANS study, Neutron News; 23, 2011 Russina M, Káli Gy, Sánta Zs, Mezei F; First experimental implementation of pulse shaping for neutron diffraction on pulsed sources; Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment; 654, 383-389, 2011 Russina M, Káli Gy, Sánta Zs, Mezei F; First Experimental implementation of pulse shaping for neutron diffraction on pulsed sources; Accepted to Nucl.Instr.& Methods A. Szakál A, Czifrus Sz, Markó M, Füzi J, Rosta L, Cser L; Optimization of focusing supermirror neutron guides for low gamma background; Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A; 06, 007, 2010 Veres T, Cser L; Study of the reflectivity of neutron super mirrors influenced by surface oil layers; Review of Scientific Instruments; 81, 063303, 2010 Füzi J, Rosta L; Neutron Beam Conditioning for Focusing SANS Spectrometers, J Phys Conf Ser, accepted for publication Rogante M, Rosta L; Forged components and possibilities of their investigation by neutron techniques; Proc. 1st Int. Conf. Mechanical Technologies and Structural Materials, Split, Croatia, 21-22 October 2010, Ed.: D. Zivkovic, Croatian, Society for Mechanical Technologies, Split, Croatia, p. 69-81, 2010
Könyv, könyvfejezet 22.
Cser L; Kondenzált közegek vizsgálata neutronszórással (Investigation of condensed agents with neutron scattering, in Hungarian), Typotex kiadó, 2010
Nemzetközi és hazai konferencia előadások, poszterek, kiadványok 23. 24.
25. 26. 27.
28.
Meiszterics A, Sinkó K; Study of bioactive calcium silicate ceramic systems for biomedical applications” EUROPEAN IFMBE MBEC 2011 - 5th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering, Proceedings Nagy G, Posselt D, Kovács L, Holm JK, Szabó M, Ünnep R, Ughy B, Rosta L, Peters J, Timmins T, Garab G; Small angle neutron scattering reveals fast, reversible membranereorganizations during photosynthesis; 5th European Conference on Neutron Scattering, Prague, Czech Republic, 2011 Nagy G, Ünnep R, Garab Gy; Biológiai és modell membránok tanulmányozása neutronszórással; 42. Membrán-Transzport Konferencia, Sümeg, Hungary, 2011 Nagy G, Kovács L, Rosta L, Peters J, Timmins T, Posselt D, Garab G; Light induced reversible reorganizations of thylakoid membranes revealed by neutron scattering; 15th International Congress on Photosynthesis, Beijing, China, 2010 Nagy G, Kovács L, Holm JK, Lambrev PH, Miloslavina Y, Székely N, Kirkensgaard JJK, Rosta L, Peters J, Timmins T, Posselt D, Garab Gy; Structure and flexibility of thylakoid membranes of plants and in algal cells, revealed by small angle neutron scattering; Photosynthetic Light Harvesting, Tianjin, China, 2010 Száraz* Z, Török Gy, Vladimir* K, Hähner* P, Ohms* C; Microstructure evolution of high Cr-content ODS steels during thermal ageing; DIANA I: 1st International Workshop on Dispersion Strengthened Steels for Advanced Nuclear Applications, Aussois, France, April 4-8, 201, Proceedings 28
29. 30.
31.
32.
33. 34.
35.
Száraz* Z, Török Gy, Ohms C, Hahner P; SANS investigation of microstructure evolution in high Cr-content oxide, 5th European conference on neutron scattering, Prague, Czech Republic, 17-22 July, 2011, Proceedings Rosta L; Multipurpose Utilisation of a Medium Flux Research Reactor – Benefit for the Society, International Conference on Research Reactors: Safe Management and Effective Utilization, 4-18 November 2011, Rabat, Morocco, IAEA-CN-188, Proceedings, accepted for publication Ünnep R, Nagy G, Káli Gy, Szabó M, Kovács L, Miloslavina Y, Lambrev P, L. Rosta, and G. Garab, SANS experiments on photosynthetic membrane systems in vivo; Regional Workshop under IAEA TC project RER4032 Concerted Actions in Research and Applications with Neutron Beams in Europe, Budapest, Hungary, 2011 Ünnep R, Nagy G, Káli Gy, Szabó M, Kovács L, Miloslavina Y, Lambrev P, Rosta L, Garab Gy; Fotoszintézis tanulmányozása kisszögű neutronszórás vizsgáló berendezés (SANS) segítségével; MTA Mikroelem Munkabizottságának Miniszimpóziuma, Budapest, Hungary, 2011 Ünnep R; Small angle neutron scattering; User Meeting Preliminary Agenda, Budapest, Hungary, 2011 Ünnep R, Szabó M, Káli G, Nagy G, Kovács L, Miloslavina Y, Lambrev P, Rosta L, Garab Gy; Structural flexibility of the multilamellar organization of the thylakoid membranes in intact cells of the diatom Phaeodactlyum tricornutum –studied by SANS and CD spectroscopy; 5th European Conference on Neutron Scattering, Prague, Czech Republic, 2011 Szabó M, Nagy G, Ünnep R, Káli G, Miloslavina Y, Lambrev P, Timmins P, Rosta L, Garab Gy; Structurally flexible macro-organization of the pigment and membrane systems in different diatom species; International Workshop Mechanisms of Non-photochemical Quenching, Passau, Germany, 2011
Meghívott szóbeli előadások 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.
Rosta L, Materials research at the Budapest Neutron Centre, 5th Central European Training School on Neutron Scattering, 31 May - 04 June, 2010, Budapest, Hungary Rosta L, Materials research at the Budapest Neutron Centre Facilities, Chinese Young Scientists’ Training School on Neutron Scattering, August 5-19, 2010, Budapest, Hungary Rosta L, Renaissance in nuclear science and engineering, August 12, 2010, Accademia Georgica di Treia, Italy Rosta L, Neutron scattering – a powerful tool of nanodiagnostics for functional materials and industrial components, RUSNANO-Forum 2010, November 1-3, 2010, Moscow, Russia Rosta L, Current progress and future prospects at the Budapest Neutron Centre, BNC User meeting, November 12, 2010, Budapest, Hungary Rosta L, Neutron research programme, BNC International Scientific Advisory Council meeting, November 12-13, 2010 Budapest, Hungary Rosta L, A Budapesti Kutatóreaktor Műszerközpont és neutronkutatás a társadalom hasznára, Magyar Tudomány Ünnepe, 2010. nov.16, Budapest, MTA Székház Rosta L, Cold Neutron Facility at the Budapest Research Reactor, IAEA Consultancy Meeting on Focused Moderators for Enhanced Neutron Beam Intensities, 7-9 December, 2010, Vienna, Austria Rosta L, Neutron scattering – to reveal nano-scale structures in functional materials, EuroNano-Forum, 30th May to 1st June 2011, Budapest, Hungary Rosta L, Neutron Research in Hungary and the Budapest Reactor Facilities, Regional Workshop under IAEA TC project RER4032, June 1-3, 2011, Budapest, Hungary 29
46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53.
Rosta L, Strategy for Neutron Beam Research in Hungary, Regional Workshop under IAEA TC project RER4032, June 1-3, 2011, Budapest, Hungary Rosta L, Székely N, Small angle neutron scattering programme at the Budapest Research Reactor, Yu-Mo Symposium, 2011, June 10-12, Dubna, Russia Markó M, Cser L, Krexner G, Török Gy, Szakál A; Neutron holography, present status and future applications 5th European Conference on Neutron Scattering, Prága, 2011 Mezei F, Spectroscopic explorations of of tha nature of protein dynamics, Plenary lecture, European Biophys.Soc.Assooc. Conference, Budapest, 2011. Aug.23-27 Rosta L, Szőkefalvi-Nagy Z, Kasztovszky Zs and Szikszai Z, Nuclear techniques in research for cultural heritage, NUPECC Meeting, October 7, 2011, Budapest, Hungary, Rosta L, Perspectives in neutron research and the Budapest Neutron Centre, BNC International User Meeting, November 4, 2011, Budapest, Hungary Rosta L, Multipurpose Utilization of a Medium Flux Research Reactor – Benefit for the Society, IAEA International Conference on Research Reactors: Safe Management and Effective Utilization, 14-18 November 2011, Rabat, Morocco Rosta L, Kutatóreaktorok sokirányú hasznosítása – Kutatóreaktorok új generációja a nagyvilágban, Magyar Nukleáris Társaság Szimpoziuma 2011, dec.2, Budapest
Doktori disszertációk 54. 55. 56. 57.
Len A (ELTE) Tungsten Wires Studied by Small Angle Neutron Scattering; Témavezető: Rosta L, 2010 Székely NK (ELTE) Small angle neutron scattering study on aqueous solutions of various diols and methylurea derivatives; Témavezető: Rosta L, 2010 Meiszterics A (ELTE) Calcium containing bioceramics prepared by sol-gel method and their; Témavezető: L. Rosta and K. Sinkó*, 2011 Nagy G (ELTE, Université de Grenoble) Structure and Dynamics of Photosynthetic Membranes as Revealed by Neutron Scattering, Témavezető: Rosta L, Peters* J, Timmins* P, Garab Gy, 2011
MTA EK 1.
2.
3.
4.
Szentmiklósi, L., T. Belgya, Z. Révay, and Z. Kis, Upgrade of the Prompt-Gamma Activation Analysis (PGAA) and the Neutron Induced Prompt-gamma Spectroscopy (NIPS) facilities at the Budapest Research Reactor. J. Radioanal. Nucl. Chem., 2010. 286: p. 501505. Szentmiklósi, L., T. Belgya, Z. Révay, and Z. Kis, Upgrade of the Prompt-Gamma Activation Analysis (PGAA) and the Neutron Induced Prompt-gamma Spectroscopy (NIPS) facilities at the Budapest Research Reactor, in 16th Radiochemical Conference 18 – 23 April 2010. 2010: Mariánské Lázně, Czech Republic. p. Talk. Revay, Z., L. Szentmiklosi, and Z. Kis, Determination of new k(0) values for prompt gamma activation analysis at Budapest. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment, 2010. 622(2): p. 464-467. Sleaford, B.W., R.B. Firestone, N. Suummers, J. Escher, A. Hurst, M. Kritcka, S. Basunia, G. Molnár, T. Belgya, and Z. Révay, Capture Gamma-Ray Libraries for Nuclear Applications, in ND2010, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, 26-30 April 2010, Y.-O.L. H. Il. Kim, Editor. 2010: Jeju Island, Korea. p. Talk.
30
5. 6. 7. 8. 9.
10.
11.
12.
13. 14. 15. 16.
17.
18. 19.
Révay, Z., T. Belgya, and L. Szentmiklosi, Prompt γ activation analysis as performed in Budapest, in 16th Radiochemical Conference 18 – 23 April 2010. 2010: Mariánské Lázně, Czech Republic. p. Talk. Révay, Z., Prompt-gamma spektrumok kiértékelése statisztikai módszerekkel, in Analitikai napok és Török Tibor Emlékülés 2010: MKE székház, Budapest, Hungary. p. Talk. Révay, Z., Applicability of nuclear analytical libraries in the improvement of radioactive decay data in 3rd Workshop of Radioactive Decay Data Evaluators, 9-11 June 2010. 2010: LMRI-CINEMAT, Madrid. Belgya, T. and Z. Kis, PGAA analysis of isotopically enriched samples, in Final Scientific EFNUDAT Workshop 2010: CERN, Geneva (Switzerland) from 30 August to 2 September 2010. p. Talk Szentmiklósi, L., Z. Révay, and T. Belgya, Measurement of partial gamma-ray production cross-sections and k(0)-factors for radionuclides with chopped-beam PGAA-Part II. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment, 2010. 622(2): p. 468-472. Revay, Z., R.M. Lindstrom, E.A. Mackey, and T. Belgya, Neutron-Induced Prompt Gamma Activation Analysis (PGAA), in Handbook of Nuclear Chemistry, A.N. Vértes, Sándor; Klencsár, Zoltán; Lovas, Rezső G.; Rösch, Frank, Editor. 2011, Springer Science+Business Media B.V. p. 1621-1671. Hurst, A.M., R.B. Firestone, B.W. Sleaford, N.C. Summers, Z. Revay, L. Szentmiklosi, T. Belgya, M.S. Basunia, R. Capote, H. Choi, D. Dashdorj, J. Escher, M. Krticka, and A. Nichols, Thermal Neutron Capture onto the Stable Tungsten Isotopes, in Cnr*11 - Third International Workshop on Compound Nuclear Reactions and Related Topics, M. Krticka, F. Becvar, and J. Kroll, Editors. 2012, EPJ Web of Conferences: Prague, Czech Republic, September 19 - 23, 2011. p. 1-4. Belgya, T. and Z. Kis, PGAA analysis of isotopically enriched samples, in Proceedings of the Final Scientific EFNUDAT Workshop, E. CHIAVERI, Editor. 2011, European Laboratory for Particle Physics (CERN): CERN, Geneva, Switzerland, 30 August – 2 September 2010. p. 1-7. Belgya, T., L. Szentimiklosi, and Z. Kis, Cold nerutron source spectra at the Budapest PGAA-NIPS facilities. 2011, Report on Consultance meeting, IAEA NDC(NDS)-0590: Vienna. p. 17-20. Kis, Z., T. Belgya, L. Szentmiklósi, Z. Kasztovszky, and the Ancient Charm Együttműködés, Műtárgyak roncsolásmentes vizsgálata neutronokkal – az EU-Ancient Charm projekt. Fizikai Szemle, 2011. 7-8: p. 235-239. Kis, Z., T. Belgya, and L. Szentmiklosi, Monte Carlo simulations towards semiquantitative prompt gamma activation imaging. Nucl Instr. and Method, 2011. 638(1): p. 143-146. Kasztovszky, Z., T. Belgya, Z. Kis, and L. Szentimiklosi, Archaeometry Applications of Cold Neutron Based Prompt Gamma Neutron Activation Analysis, in IAEA Radiation Technology Series No. 2: Nuclear Techniques for Cultural Heritage Research, M. Rossbach, Editor. 2011, International Atomic Energy Agency: Vienna. p. 165-178. Kasztovszky, Z., T. Belgya, Z. Kis, and L. Szentimiklosi, New Developments in Neutron Radiography, in IAEA Radiation Technology Series No. 2: Nuclear Techniques for Cultural Heritage Research, M. Rossbach, Editor. 2011, International Atomic Energy Agency: Vienna. p. 121-129. Mukherji, D., J. Rösler, M. Krueger, M. Heilmaier, M.-C. Bölitz, R. Völkl, U. Glatzel, and L. Szentmiklósi, Effects of boron addition on microstructure and mechanical properties of Co-Re-based high temperature alloys. Scripta Materialia, 2012. 66: p. 60–63 Belgya, T., Target preparation for in-beam thermal neutron capture experiments, in EFNUDAT Fast Neutrons, Scientific Workshop on Neutron Measurements, Theory and 31
20.
21.
22. 23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
Applications Nuclear Data for Sustainable Nuclear Energy, F.-J. Hambsch, Editor. 2010, European Commission: Geel, Belgium, 28 – 30 April, 2009. p. 21-26. Kis, Z., T. Belgya, L. Szentmiklósi, and F. Gunsing, Determination of the total neutron capture cross section for 58Ni(n,γ)59Ni reaction, in EFNUDAT Slow and Resonance Neutrons, a Scientific Workshop on Nuclear Data Measurements, Theory and Applications, 23-25 September 2009 T. Belgya, Editor. 2010, II-HAS: Budapest, Hungary. p. 121-126. Belgya, T., Determination of thermal radiative capture cross section, in EFNUDAT Slow and Resonance Neutrons, a Scientific Workshop on Nuclear Data Measurements, Theory and Applications, 23-25 September 2009 T. Belgya, Editor. 2010, II-HAS: Budapest, Hungary. p. 115-120. Kornilov, N., F.J. Hambsch, I. Fabry, S. Oberstedt, T. Belgya, Z. Kis, L. Szentmiklosi, and S. Simakov, The U-235(n, f) Prompt Fission Neutron Spectrum at 100 K Input Neutron Energy. Nuclear Science and Engineering, 2010. 165(1): p. 117-127. Wallner, A., K. Buczak, T. Belgya, M. Bichler, L. Coquard, I. Dillmann, O. Forstner, R. Golser, F. Käppeler, W. Kutschera, C. Lederer, A. Mengoni, A. Priller, R. Reifarth, P. Steier, and L. Szentmiklosi, Precise Measurement of the Neutron Capture Reaction 54Fe(n,γ)55Fe via AMS, in Nuclear Physics in Astrophysics IV. 2010, Journal of Physics Conference Series 202: Lab. Nazionali di Frascati with Lab. Nazionali del Gran Sasso, June 8th to 12th 2009. p. 012020. Borella, A., T. Belgya, F. Gunsing, P. Schillebeeckx, and L. Szentmiklosi, Neutron capture on 209Bi: determination of the production ratio of 210mBi / 210gBi, in ND2010, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, 26-30 April 2010, Y.-O.L. H. Il. Kim, Editor. 2010: Jeju Island, Korea. p. Talk. Capote, R., M.O. Herman, P. , P.G. Young, S. Goriely, T. Belgya, A.V. A.V. Ignatyuk, A.J. Koning, S. Hilaire, V.A. Plujko, M. Avrigeanu, O. Bersillon, M.B. Chadwick, T. Fukahori, Z. Ge, S. Kailas, J. Kopecky, V.M. Maslov, G. Reffo, M. Sin, S. E.Sh., P. Talou, and Y. Han, RIPL – Reference Input Parameter Library for Calculation of Nuclear Reactions and Nuclear Data Evaluations, in ND2010, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, 26-30 April 2010, Y.-O.L. H. Il. Kim, Editor. 2010: Jeju Island, Korea. p. Poster. Capote, R., M. Herman, P. Oblozinsky, P.C. Young, S. Goriely, T. Belgya, A.V. Ignatyuk, A.J. Koning, S. Hilaire, V.A. Plujko, M. Avrigeanu, O. Bersillon, M.B. Chadwick, T. Fukahori, Z.G. Ge, Y.L. Han, S. Kailas, J. Kopecky, V.M. Maslov, G. Reffo, M. Sin, E.S. Soukhovitskii, and P. Talou, RIPL - Reference Input Parameter Library for Calculation of Nuclear Reactions and Nuclear Data Evaluations. Nuclear Data Sheets, 2009. 110(12): p. 3107-3213. Wallner, A., K. Buczak, F. Quinto, P. Steier, T. Belgya, L. Szentmiklosi, M. Bichler, I. Dillmann, F. Kappeler, and A. Mengoni, Neutron-capture Studies on (235)U and (238)U via AMS. JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY, 2011. 59(2): p. 14101413. Belgya, T., L. Szentmiklosi, N.M. Nagy, and J. Kónya, Measurement of 241Am ground state radiative neutron capture cross section with cold neutron beam, in ND2010, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, 26-30 April 2010, Y.-O.L. H. Il. Kim, Editor. 2010: Jeju Island, Korea. p. Talk Gunsing, F., E. Berthoumieux, A. Borella, T. Belgya, L. Szentmiklosi, P. Schillebeeckx, J. Drohe, R. Wynants, N. Colonna, S. Marrone, G. Tagliente, R. Terlizzi, C. Domingo-Pardo, J. Tain, T. Martinez, C. Massimi, P. Mastinu, and P. Milazzo, Neutron Capture on (209)Bi: Determination of the Production Ratio of (210m)Bi/(210g)Bi. JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY, 2011. 59(2): p. 1670-1675. 32
30.
31.
32.
33.
34.
35. 36. 37. 38.
39. 40. 41.
42.
Borella, A., T. Belgya, S. Kopecky, F. Gunsing, M.C. Moxon, M. Rejmund, P. Schillebeeckx, and L. Szentmiklósi, Determination of the 209Bi(n,γ )210Bi and 209Bi(n,γ )210m,gBi reaction cross sections in a cold neutron beam. Nuclear Physics A, 2011. 850(1): p. 1-21. Sleaford, B., N. Summers, J. Escher, R. Firestone, S. Basunia, A. Hurst, M. Krticka, G. Molnar, T. Belgya, Z. Revay, and H. Choi, Capture Gamma-ray Libraries for Nuclear Applications. JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY, 2011. 59(2): p. 1473-1478. Oberstedt, S., T. Belgya, R. Borcea, A. Göök, F.-J. Hambsch, Z. Kis, T. Martinez-Perez, A. Oberstedt, L. Szentmiklosi, T. Takács, and S. Zeynalov, VERDI – a double fissionfragment time-of flight spectrometer, in Proceedings of the Final Scientific EFNUDAT Workshop, E. CHIAVERI, Editor. 2011, European Laboratory for Particle Physics (CERN): CERN, Geneva, Switzerland, 30 August – 2 September 2010. p. 91-97. Oberstedt, A., R. Billnert, A. Göök, J. Karlsson, S. Oberstedt, F.J. Hambsch, R. Borcea, T. Martinez Perez, D. Cano-Ott, T. Belgya, K. Z., L. Szentmiklosi, and K. Takács, Measurement of prompt fission γ-rays with lanthanum halide scintillation detectors, in Proceedings of the Final Scientific EFNUDAT Workshop, E. CHIAVERI, Editor. 2011, European Laboratory for Particle Physics (CERN): CERN, Geneva, Switzerland, 30 August – 2 September 2010. p. 85-89. Käppeler, F., T. Belgya, I. Dillmann, C. Domingo Pardo, U. Giesen, M. Heil, C. Lederer, D. Petrich, E. Uberseder, and a.n.T. Collaboration, EFNUDAT synergies in astrophysics, in Proceedings of the Final Scientific EFNUDAT Workshop, E. CHIAVERI, Editor. 2011, European Laboratory for Particle Physics (CERN): CERN, Geneva, Switzerland, 30 August – 2 September 2010. p. 9-15. Gméling, K., Prompt- és késő gamma neutronaktivációs analízis a geokémiában, in Téli ásványtudományi iskola. 2010: Budapest. p. Talk. Seghedi, I., A. Szakács, E. Roşu, Z. Pécskay, and K. Gméling, Note on the evolution of a Miocene composite volcano in an extensional setting, Zărand Basin (Apuseni Mts., Romania), in XIXth CBGA, 23-26 September 2010. 2010: Thessaloniki, Greece. p. Talk. Kiss, P., F. Molnár, K. Gméling, and Z. Pécskay, Geochemical charasteristics of Sarmatian volcanic rocks in the Tokaj Mts., Hungary, in 20th IMA, August 21 – 27, 2010. 2010: Budapest, Hungary. p. Poster. Gméling, K., Z. Pécskay, J. Lexa, V. Konečny, and K. Birkenmajer, Neogene andesite intrusions along the Carpathian calc-alkaline volcanic arc, in XIXth CBGA (Kárpát Balkán Geológiai kongresszus), 23-26 September 2010. 2010: Thessaloniki, Greece. p. Poster. Seghedi, I., A. Szakács, E. Roşu, Z. Pécskay, and K. Gméling, Note on the evolution of a Miocene composite volcano in an extensional setting, Zărand Basin (Apuseni Mts., Romania). Central European Journal of Geosciences, 2010. 2(3): p. 321-328. Kiss, P., K. Gméling, F. Molnár, and Z. Pécskay, The origin of the Sarmatian volcanic rock sin the Tokaj Mts. (NE-Hungary) and their relationship to hydrothermal mineralization. Central European Geology, 2010. 53(4): p. 377-403. Gméling, K., Z. Pécskay, S. Harangi, and K. Birkenmajer, Boron variation in the calc alkaline volcanic arc of the Western Carpathians, Central Europe, in IMA2010 20th General Meeting of the International Mineralogical Association: Bonds and Bridges: Mineral sciences and their applications 2010. augusztus 21-27. 2010: Budapest, Hungary. p. Poster. Szilágyi, V., Application of neutron activation analytical techniques in cultural heritage research, in Neutron diffraction and neutron spectroscopies, IMA2010 side meeting. 2010: IKI, Budapest, Hungary. p. Talk. 33
43. 44. 45. 46. 47.
48. 49.
50.
51.
52. 53.
54. 55. 56.
Révay, Z., Neutron Activation Analysis and Prompt Gamma Activation Analysis (NAA and PGAA), in Neutron diffraction and neutron spectroscopies, IMA2010 side meeting. 2010: IKI, Budapest, Hungary. p. Talk. Révay, Z., Application of neutrons in the investigation of matter, in Neutron diffraction and neutron spectroscopies, IMA2010 side meeting. 2010: IKI, Budapest, Hungary. p. Talk. Gméling, K., Geochemical result of gamma spectroscopy (NAA and PGAA). in Neutron diffraction and neutron spectroscopies, IMA2010 side meeting. 2010: IKI, Budapest, Hungary. p. Talk. Gméling, K., A PGAA geológiai alkalmazásai: lata a Kárpáti mészalkáli vulkáni ív mentén, in MTA IKI, Nemzetközi Tudományos Tanács, 2010 nov. 10. 2010: MTA IKI, Budapest. p. Talk. Gméling, K., A Kárpát-Pannon térség miocén-kvarter mészalkáli vulkáni kőzeteinek bór geokémiai összetétele és kapcsolata a szubdukciós folyamatokkal: prompt-gamma aktivációs analitikai vizsgálatok, in PhD védés. 2010: ELTE TTK Mauritz Béla-teremben, Budapest. p. Talk. Teschner, D., J. Borsodi, Z. Kis, L. Szentmiklosi, Z. Revay, A. Knop-Gericke, R. Schlogl, D. Torres, and P. Sautet, Role of Hydrogen Species in Palladium-Catalyzed Alkyne Hydrogenation. Journal of Physical Chemistry C, 2010. 114(5): p. 2293-2299. Armbruster, M., M. Behrens, F. Cinquini, K. Fottinger, Y. Grin, A. Haghofer, B. Klotzer, A. Knop-Gericke, H. Lorenz, A. Ota, S. Penner, J. Prinz, C. Rameshan, Z. Revay, D. Rosenthal, N. Rupprechter, P. Sautet, R. Schlogl, L.D. Shao, L. Szentmiklosi, D. Teschner, D. Torres, R. Wagner, R. Widmer, and G. Wowsnick, How to Control the Selectivity of Palladium-based Catalysts in Hydrogenation Reactions: The Role of Subsurface Chemistry. ChemCatChem, 2012. 4(8): p. 1048-1063. Armbruster, M., K. Kovnir, M. Friedrich, D. Teschner, G. Wowsnick, M. Hahne, P. Gille, L. Szentmiklosi, M. Feuerbacher, M. Heggen, F. Girgsdies, D. Rosenthal, R. Schlogl, and Y. Grin, Al13Fe4 as a low-cost alternative for palladium in heterogeneous hydrogenation. Nature Materials, 2012. 11(8): p. 690-693. Teschner, D., R. Farra, L. Yao, R. Schlögl, H. Soerijanto, R. Schomacker, T. Schmidt, L. Szentmiklósi, A. Amrute, C. Mondelli, J. Pérez-Ramirez, G. Novell-Leruth, and N. López, An integrated approach to Deacon chemistry on RuO2-based catalysts. Journal of Catalysis, 2012. 285: p. 273-284. Hosseini, A.M., A. Tungler, Z. Schay, S. Szabo, J. Kristof, E. Szeles, and L. Szentmiklosi, Comparison of precious metal oxide/titanium monolith catalysts in wet oxidation of wastewaters Appl. Catal. B, 2012. 127: p. 99-104. Acharya, R., Z. Révay, K. Sudarshan, R.V. Kulkarni, and A.V.R. Reddy, Composition analysis of zirconium alloys by k0-based PGAA using Budapest cold neutron beam facility, in 16th Radiochemical Conference 18 – 23 April 2010. 2010: Mariánské Lázně, Czech Republic. p. Poster. T. Biró, K., V. Szilágyi, and Z. Kasztovszky (2009) Új adatok a Kárpát-medence régészeti radiolarit forrásainak ismeretéhez. Archeometria Műhely Volume, 25-44 Kasztovszky, Z., V. szilágyi, K.T. Biró, T. Težak-Gregl, M. Burić, R. Šošić, and G. Szakmány (2009) Horvát és bosnyák régészeti lelőhelyekről származó obszidián eszközök eredetvizsgálata PGAA-val. Archeometria Műhely Volume, 5-14 Szakmány, G., Z. Kasztovszky, V. Szilágyi, E. Starnini, O. Friedel, and K. T. Biró, Discrimination of prehistoric polished stone tools from Hungary by non-destructive chemical analyses, in IMA2010 20th General Meeting of the International Mineralogical Association: Bonds and Bridges: Mineral sciences and their applications 2010. augusztus 21-27. 2010: Budapest, Hungary. p. Talk. 34
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65. 66. 67. 68. 69.
Szakmány, G., Z. Kasztovszky, V. Szilágyi, E. Startini, O. Friedel, and K. T. Biró, Őskori kőeszközök elkülönítése roncsolásmentes kémiai elemzéssel, in MTA X. Osztály Geokémiai és Ásvány-Kőzettani Tudományos Bizottságának Archeometriai Munkabizottsági ülése 2010. november 17. 2010: MTA Geokémiai Kuatatóintézet, Budapest. Hungary. p. Talk. Belgya, T., Z. Kasztovszky, and V. Szilágyi, Provenance Studies of Archaeological Artifacts using PGNAA, in IVth International Syphosium on Nuclear Analytical Chemistry, 15-19 Nov. 2010, A.V.R.R. R. Acharya, A. Chatt and V. Venugopal, Editor. 2010: Bhabha Atomic Research Center, Mumbai, India. p. Invited talk. Belgya, T., Z. Kasztovszky, and V. Szilágyi, Provenance Studies of Archaelogical Artifacts using PGNAA, in 4th International Symposium on Nuclear Analytical Chemistry (NAC-IV), R. Acharya, Reddy, A.V.R., Chatt, A., Venugopal, V., Editor. 2010, BARC, Dept. of Atomic Energy, Trombay, Mumbai, 400085, India: Bhabha Aomic Research Center, Mumbai, India. p. 88-92. Szilágyi, V., Provenance analyses of Bükk pottery: results, questions , tasks / A bükki kerámia készítéséről: eredmények, kérdések, feladatok, in „Újkőkori kerámiák távolsági kereskedelme / Long distance trade in Neolithic pottery” MÖB-DAAD projekt záróülése 2010. október 23. 2010: Budapest, Hungary. p. Talk. Szilágyi, V., P. Csengeri, G. Szakmány, H. Taubald, M. Tóth, R. Balázs, V. Leno, J. Zöldföldi, and K. T. Biró, Prospecting for archaeological pottery provenance: experiences on Middle Neolithic Bükk culture pottery from Hungary, in IMA2010 20th General Meeting of the International Mineralogical Association: Bonds and Bridges: Mineral sciences and their applications 2010. augusztus 21-27. 2010: Budapest, Hungary. p. Talk. Szilágyi, V., P. Csengeri, G. Szakmány, H. Taubald, M. Tóth, R. Balázs, V. Leno, J. Zöldföldi, and K. T. Biró, A kerámia nyersanyagok származtatásának problémái: a terepi mintavételezés tapasztalatai a középső neolit Bükki kultúra finomkerámiájának archeometriai vizsgálata kapcsán, in MTA X. Osztály Geokémiai és Ásvány-Kőzettani Tudományos Bizottságának Archeometriai Munkabizottsági ülése 2010. november 17. 2010: Budapest, Hungary. p. Talk Zöldföldi, J., V. Szilágyi, K. T. Biró, H. Taubald, B. Bajnóczi, C.S. Berthold, P. Csengeri, K. Gherdán, P. Hegedűs, Z. Kasztovszky, V. Leon, J. Mihály, G. Szakmány, and M. Tóth, Long distance trade of Neolithic pottery in the Pannonian basin, in 2nd Balkan Symposium on Archaeometry 2010. szeptember 15-1. 2010: Istambul, Turkey. p. Poster. Zöldföldi, J., V. Leno, H. Taubald, V. Szilágyi, K. T. Biró, P. Csengeri, G. Szakmány, J. Mihály, C.S. Berthold, and J. Koós, Petro-mineralogical and geochemical characterization of Middle Neolithic Bükk Culture fine ware (NE Hungary), in Archäometrie und Denkmalpflege 2010 Conference 2010. szeptember 15-18, O. Hahn, Hauptmann, A., Modaressi-Tehrani, D., Prange, M. (Eds.), Editor. 2010: Bochum, Germany. p. Poster. Kasztovszky, Z. and I. Sajó, Neolitikus rézgyöngyök vizsgálata Polgár-Csőszhalom lelőhelyről, in Archeometriai Műhely. 2010: Magyar Nemzeti Múzeum, Budapest, Hungary. p. Poster. Kasztovszky Zs., S.V., Sajó I. (2010) Neolitikus rézgyöngyök vizsgálata PolgárCsőszhalom lelőhelyről – előzetes eredmények. Archeometria Műhely, elektronic journal Volume, 137-140 Kasztovszky, Z., A Budapesti Neutronközpont szerepe a CHARISMA projektben, in ATOMKI Szeminárium. 2010: ATOMKI, Debrecen, Hungary. p. Talk. Kasztovszky, Z., CHARISMA – Egy új pályázati lehetőség európai kutatóintézetekhez a kulturális örökség kutatói számára, in Őszi Radiokémiai Napok 2010.11.12. 2010: Keszthely, Hungary. p. Talk. Kasztovszky, Z., A prompt gamma aktivációs analízis a régészet szolgálatában, in A Magyar Tudomány Ünnepe, 2010.11.16. 2010: IKI, Budapest, Hungary. p. Talk. 35
70.
71. 72.
73. 74.
75.
76.
77. 78. 79.
80.
81.
82. 83.
Kasztovszky, Z., A Budapesti Neutron Központ szerepe az európai kulturális örökség kutatásában – CHARISMA, in Magyar Tudomány Ünnepe - Anyagtudományi kutatások a Budapesti Kutatóreaktor Műszerközpontban, 2010.11.16. 2010: Budapest, MTA Székháza, Hungary. p. Talk. Szilágyi, V., Inka kori kerámiák archeometriai vizsgálata (Paria, Bolívia): nyersanyageredet és technológia, in MTA Izotópkutató Intézet, Nukleáris Kutatások Osztálya. 2010, ELTE TTK: Budapest, Hungary. Kasztovszky, Z., V. Szilágyi, B. Maróti, K. T. Biró, A. Markó, and G. Szakmány, Kárpátmedencei obszidián leletek eredetvizsgálata, in MTA X. Osztály Geokémiai és ÁsványKőzettani Tudományos Bizottság Archeometriai Albizottságának ülése 2011: Budapest, Magyarország, 2011.11.17. p. Talk. Belgya, T., Principles and analytical applications of PGNAA, in School on Analytical Chemistry - 2010 (SAC-2010), November 20-26, 2010. 2010: Bhabha Atomic Research Centre, Trombay, Mumbai 400 085, India. p. Lecture. Szakmány, G., Z. Kasztovszky, V. Szilágyi, E. Starnini, O. Friedel, and K.T. Biró, Discrimination of prehistoric polished stone tools from Hungary with non-destructive chemical Prompt Gamma Activation Analyses (PGAA). Eur. J. Mineral., 2011. 23: p. 883893. Szilágyi, V., P. Csengeri, J. Mihály, V. Leno, G. Szakmány, D. Schöckle, H. Taubald, K. T. Biró, M. Tóth, and J. Zöldföldi, Highland fine pottery of the Middle Neolithic Bükk culture (NE-Hungary): to fingerprint or not to fingerprint?, in 11th European Meeting on Ancient Ceramics - EMAC2011. 2011: Bécs, 2011.09. p. Talk. Leno, V., J. Mihály, V. Szilágyi, L. Csedreki, C. Berthold, Z. Kertész, Z. Szikszai, I. Uzonyi, P. Csengeri, D. Schöckle, K. T. Biró, M. Tóth, and J. Zöldföldi, Incrustated ancient ceramics: one purpose – multi methodological answer, in 11th European Meeting on Ancient Ceramics - EMAC2011. 2011: Bécs, 2011.09. p. poszter. T. Biró, K., V. Szilágyi, Z. Kasztovszky, and Z.M. Virág, Nagytétény: the grave of a prehistoric cosmopolitan, in 11th European Meeting on Ancient Ceramics - EMAC2011. 2011: Bécs, 2011.09. p. poszter. Crew, P., T. Mighall, Z. Kasztovszky, and B. Maróti, Provenancing Bog Iron: Some Considerations, in Archeometriai Műhely. 2011: Budapest, Magyarország, 2011.11.23. p. Talk. Zöldföldi, J., I. Nakai, S. Suzuki, Y. Abe, K. Tantrakarn, A. Nakamura, J. Lankton, L. Csedreki, Z. Kertesz, Z. Szikszai, I. Uzonyi, Z. Kasztovszky, and V. Szilagyi, Gemstones in the Royal tomb of Qatna (Syria), in TECHNART 2011. 2011: Berlin, Németország, 2011.04.26-29. p. Talk. Zöldföldi, J., Z. Kasztovszky, V. Szilágyi, L. Csedreki, Z. Kertesz, Z. Szikszai, I. Uzonyi, Z. Szökefalvi-Nagy, A. Kocsonya, I. Kovács, J. Mihály, Z. Sánta, and G. Káli, Comprehensive database on Lapis Lazuli by PGAA, µ-PIXE, external-beam PIXE, FTIR and TOF-ND method, in TECHNART 2011. 2011: Berlin, Németország, 2011.04.26-29. Zöldföldi, J., L. Csedreki, Z. Kertész, Z. Szikszai, I. Uzonyi, Z. Szökefalvi-Nagy, A. Kocsonya, I. Kovács, and Z. Kasztovszky, Comprehensive database on Variscite by µPIXE, external-beam PIXE and PGAA methods, in TECHNART 2011. 2011: Berlin, Németország, 2011.04.26-29. p. Talk. Szilágyi, V., Application of prompt-gamma neutron activation analytical technique in cultural heritage research, in BNC User Meeting. 2011: Budapest, Magyarország, 2011.11.04. p. Talk. Rosta, L., Z. Szőkefalvi-Nagy, Z. Kasztovszky, and Z. Szikszai, Nuclear techniques in research for cultural heritage, in NuPECC Meeting. 2011: Budapest, Magyarország, 2011.10.07-08 p. Talk. 36
84.
85.
86. 87.
88.
89.
90.
91. 92. 93. 94.
Mödlinger, M., Z. Kasztovszky, A. Kocsonya, I. Kovács, P. Piccardo, Z. Sánta, V. Szilágyi, and Z. Szőkefalvi-Nagy, Bronze Age Usage and Development Of Defensive Armour in Hungary, in 3rd International Conference on Archaeometallurgy in Europe 2011: Bochum, Németország, 2011.06.29-07.01p. Talk. Mödlinger, M., Z. Kasztovszky, A. Kocsonya, I. Kovács, P. Piccardo, Z. Sánta, V. Szilágyi, and Z. Szõkefalvi-Nagy, Bronze Age Usage and Development Of Defensive Armour in Hungary, in Archeometriai Műhely. 2011: Budapest, Magyarország, 2011.11.23. Kunicki-Goldfinger, J. and Z. Kasztovszky, PGAA and Glass Archaeometry, in BNC User Meeting. 2011: Budapest, Magyarország, 2011.11.04. p. Talk. Kasztovszky, Z., G. Káli, A. Kocsonya, I. Kovács, L. Rosta, Z. Sánta, N. Székely, V. Szilágyi, and Z. Szőkfalvi-Nagy, An overview of neutron analytical and other facilities at Budapest Neutron Centre in the service of CHARISMA Transnational Access, in CHARISMA user meeting. 2011: Párizs, Franciaország, 2011.06.06-07. Kasztovszky, Z., G. Káli, A. Kocsonya, I. Kovács, H. Pálffy-Tóth, L. Rosta, Z. Sánta, P. Szabó, N. Székely, V. Szilágyi, and Z. Szőkefalvi-Nagy, The FIXLAB Budapest Platform's achievements, in CHARISMA meeting. 2011: Budapest, Magyarország, 2011.03.03-04. p. Talk. Kasztovszky, Z., T. Belgya, G. Káli, Z. Kis, Z. Révay, L. Rosta, Z. Sánta, N. Székely, L. Szentmiklosi, and V. Szilágyi, Roncsolásmentes neutronos anyagvizsgálati módszerek és archeometriai alkalmazásaik a Budapesti Kutatóreaktornál, in MKE 1. Nemzeti Konferencia. 2011: Sopron, Magyarország, 2011.05.22-25 Kasztovszky, Z., T. Belgya, L. Cser, K. Gméling, G. Káli, Z. Kis, Z. Révay, L. Rosta, Z. Sánta, N. Székely, L. Szentmiklósi, V. Szilágyi, and T. Veres, Roncsolásmentes neutronos anyagvizsgálati módszerek és alkalmazásaik a Budapesti Kutatóreaktornál, in VII. Roncsolásmentes Anyagvizsgáló Konferencia. 2011: Eger, Magyarország, 2011.04.12-14. p. Talk. Kasztovszky, Z., An Overview Of BNC FIXLAB Activity, in CHARISMA midterm meeting. 2011: Heraklion, Greece, 2011.09.29-30. Kasztovszky, Z., Best Practise: Access to Large Scale Facilities for Cultural Heritage research within CHARISMA, in FP7 RI Call 2012 Információs Nap 2011: Budapest, Magyarország, 2011.09.20. p. Talk. Kasztovszky, Z., Neutronanalitikai módszerek alkalmazása az archeometriában, in AEKI Klub. 2011: Budapest, Magyarország, 2011.01.14. p. Talk. Kaparou, M., N. Zacharias, Z. Kasztovszky, J. Murphy, B. Maróti, and V. Szilágyi, Archaeological Glass Weathering and Resulting Implications for Analytical Studies, in History, Technology and Conservation of Ancient, Metal, Glasses and Enamels, International Symposium. 2011: Athen, Görögország, 2011.11.16-19. p. Talk.
Disszertációk 95. 96. 97.
Révay, Z., Standardnélküli mennyiségi elemzés a prompt-gamma aktivációs analitikában, MTA doktori értekezés, in Kémiai Tud. Osztálya. 2009-10, MTA Izotópkutató Intézet: Budapest Szilágyi, V., Inka kori kerámiák archeometriai vizsgálata (Paria, Bolívia): nyersanyageredet és technológia, in MTA Izotópkutató Intézet, Nukleáris Kutatások Osztálya. 2010, PhD disszertáció ELTE TTK: Budapest Gmeling, K., A Kárpát-Pannon térség miocén-kvarter mészalkáli vulkáni kőzeteinek bór geokémiai összetétele és kapcsolata a szubdukciós folyamatokkal: prompt-gamma aktivációs analitikai vizsgálatok, in MTA Izotópkutató Intézet, Nukleáris Kutatások Osztálya. 2010, PhD disszertáció ELTE TTK: Budapest. 37
MTA TTK 1. 2. 3. 4.
5. 6. 7. 8. 9.
Bálint Sz; Structural and morphological changes in bacteria-membrane mimetic DPPE/DPPG/water systems induced by sulfadiazine; Colloids and surfaces Bbiointerfaces 76, 2, 519-528, 2010 Bako I, Megyes T, Balint S, Chihaia V, Bellissent-Funel MC, Krienke H; Hydrogen bonded network properties in liquid formamide; Journal of Chemical Physics; 132, 1, 014506, 2010 Paszti Z, Hakkel O, Keszthelyi T, Berko A, Balazs N, Bako I, et. al. Interaction of Carbon Monoxide with Au(111) Modified by Ion Bombardment: A Surface Spectroscopy Study under Elevated Pressure; Langmuir; 26, 21, 16312-16324, 2010 Hill K, Pénzes CsB, Schnöller D, Horváti K, Bősze Sz, Hudecz F, Keszthelyi T, Kiss É; Characterisation of the membrane affinity of an isoniazide peptide conjugate by tensiometry, atomic force microscopy and sum-frequency vibrational spectroscopy, using a phospholipid Langmuir monolayer model; Physical Ghemistry Chemical Physics; 12, 37, 11498-11506, 2010 Koch H P, Bako I, Weirum G, Kratzer M, Schennach R; A theoretical study of Zn adsorption and desorption on a Pd (111) substrate; Surface Science; 604, 11-12, 926-931, 2010 Varga Z, Berényi Sz, Szokol B., Őrfi L, Kéri Gy, Peták I, Hoell A, Bóta A; A Closer Look at the Structure of Sterically Stabilized Liposomes; A Small-Angle X-ray Scattering Study; J. Phis. Chem. B; 114, 6850-6854, 2010 Oszlánczi A, Bóta A, Klumpp E; Influence of aminoglycoside antibiotics on the thermal behaviour and structural features of DPPE-DPPG model membranes; Colloids and surfaces B-Biointerfaces 75, 1, 141-148, 2010 Jelassi J, Grosz T, Bako I,. Bellissent-Funel M-C, Dore J C, Castricum H L, Sridi-Dorbez R; Structural studies of water in hydrophilic and hydrophobic mesoporous silicas: An x-ray and neutron diffraction study at 297 K; Journal of Chemical Physics, 134, 064509, 2011 Injan N, Megyes T, Radnai T, Bako I, Balint S, Limtrakul J, Probst M; Au(CN)(2)(CH(3)NO(2))(n) cluster anions: Energetics and geometrical features Journal of molecular liquids; 159, 1, 38-41, 2011
Doktori disszertáció 10.
Bálint Sz (ELTE) Structure of some transition-metal complexes and supramolecules in solution, studied by X-Ray diffraction and molecular dynamics simulation, Témavezető: Grósz Tamás, 2010
MTA Wigner RMI 1. 2. 3. 4.
Bottyán L; Miért a neutronoknak tartunk tükröt? – Vékonyrétegkutatás neutronokkal; Anyagtudományi kutatások a Budapesti Kutatóreaktor Műszerközpontban szimpozium Magyar Tudomány Ünnepe 2010, MTA, november 22, 2010 Merkel DG, Sajti Sz, Tanczikó F, Rühm A, Rüffer R, Bottyán L; Reflectometric study of Fe self-diffusion in FePd alloys, poszter, FRM II User Meeting, október 15. Garching, Németország, 2010 Sajti Sz, Deák L, Bottyán L; FitSuite Simultaneous Evaluation Various Nuclear Solid State Spectroscopic Data; poszter, FRM II User Meeting 2010, október 15. Garching, Németország, 2010 Khaydukov YuN, Kozhevnikov SV, Nikitenko YuV, Aksenov VL, Nagy B, Merkel D, Bottyán L, Rühm A; Waveguide-enhanced polarized neutron reflectometry: a new 38
5. 6. 7.
8. 9. 10. 11. 12. 13.
14. 15. 16.
17.
18.
19.
approach in the study of magnetic proximity effects, szóbeli, FRM II User Meeting 2010 október 15, Garching, Németország, 2010 L. Bottyán; Data evaluation at BNC; NMI3 Data Analysis Networking meeting, May 3rd 2010, Oxford, England, 2010 Merkel DG, Sajti Sz, Tanczikó F, Rühm A, Rüffer R, Bottyán L; Fe self-diffusion revealed by reflectometry in FePd alloys, szóbeli, Neutron re!ectometry: the next generation and beyond SuperADAM Workshop 25-26 October, 2010 Khaydukov YuN, Kozhevnikov SV, Nikitenko YuV, Aksenov VL, Nagy B, Merkel D, Teichert A, Steitz R, Rühm A, Zhernenkov KN, Bottyán L; Magnetic proximity effects by waveguide-enhanced PNR; poszter, Neutron re!ectometry: the next generation and beyond SuperADAM Workshop 25-26 October, 2010 Sajti Sz, Deák L, Bottyán L; FitSuite: Simultaneous Evaluation Various Nuclear SolidState Spectroscopic Data reflectometry poszter, Neutron re!ectometry: the next generation and beyond SuperADAM Workshop 25-26 October 2010 Merkel D, Nagy B, Khaidukov Y, Bottyán L; Neutronreflektometria alkalmazásokkal, poszter; Magyar Fizikus Vándorgyűlés, 2010 augusztus 24-27. Pécs, 2010 Bottyán L; Polarized Neutron Reflectometry of Magnetic Heterostructures; 12th International Balkan Workshop on Applied Physics, meghívott előadó, Constanta, 6-8 July, 2011 Nagy B; GINA - the newly installed polarized-neutron reflectometer at BNC szóbeli, BNC User Meeting; 2011 november 4. Budapest, 2011 Merkel DG, Sajti Sz, Tanczikó F, Rühm A, Rüffer R, Bottyán L; Fe self-diffusion revealed by reflectometry in FePd alloys poszter, 5th European Conference On Neutron Scattering, 17-22 July 2011 Prague, Czech Republic, 2011 Merkel DG, Nagy B, Horváth ZE, Szőcs DE, Kovács-Mezei R, Kertész GGy, Sajti Sz, Szilágyi E, Bottyán L; Tailoring neutron optical performance of Fe/Si multilayers by ion irradiation poszter, 5th European Conference On Neutron Scattering, 17-22 July 2011 Prague, Czech Republic, 2011 Nagy B, Merkel DG, Major J, Füzi J, Bottyán L; The GINA Polarized- Neutron Reflectometer poszter; 5th European Conference On Neutron Scattering, 17-22 July 2011. Prague, Czech Republic, 2011 Bottyán L; Nanoszerkezetek – A GINA kutatási potenciálja és első eredmények; Anyagtudományi kutatások a Budapesti Neutronközpontban; előadássorozat, GINA avatóünnepség, 2011. június 10, 2011 Deák L, Bottyán L, Fülöp T, Kertész G, Nagy DL, Rüffer R, Spiering H, Tanczikó F, Vankó Gy; Reciprocity Violation In Nuclear Resonant Forward Scattering Of Synchrotron Radiation poszter; International Conference on the Applications of the Mössbauer Effect, ICAME 2011, 25-30 September, 2011, Kobe, Japan, 2011 Deák L, Bottyán L, Fülöp T, Kertész G, Nagy DL, Rüffer R, Spiering H, Tanczikó F, Vankó G; Reciprocity violation in Nuclear Resonant Forward Scattering of Synchrotron Radiation; Seeheim Workshops on Mössbauer Spectroscopy, 13-17 June, 2011 Frankfurt, Németország, 2011 Tanczikó F, Bottyán L, Deák L, Nagy DL; Mössbauer polarimetry and its applications to the determination of the direction (alignment and sign) of layer magnetization, meghívott, Seeheim Workshops on Mössbauer Spectroscopy, 13-17 June, 2011 Frankfurt, Németország, 2011 Khaydukov Yu.N, Zhernenkov KN, Nikitenko YuV, Nagy B, Bottyan L, RühmA, Teichert A, Steitz R, Aksenov VL; On Application Of Polarized Neutron Reflectometry For Study Of Superconducting-Ferromagnetic Proximity Effects In Layered Resonator Structure; JINR FLNP Annual Report, 2010 39
20. 21.
Khaydukov YuN, Nikitenko YuV, Bottyán L, Rühm A, Aksenov VL; Feasibility of Study Magnetic Proximity Effects in Bilayer “Superconductor / Ferromagnet; Using WaveguideEnhanced Polarized Neutron Reflectometry, Crystallography Reports, 55, 1235, 2010 Khaydukov YuN, Aksenov VL, Nikitenko YuV, Zhernenkov KN, Nagy B, Teichert A, Steitz R, Rühm A, Bottyán L; Magnetic Proximity Effects in V/Fe Superconductor/Ferromagnet Single Bilayer Revealed by Waveguide-Enhanced Polarized Neutron Reflectometry; J. Supercond. Nov. Magn. 24, 961, 2010
Doktori disszertációk 22. 23.
Tanczikó Ferenc (ELZE) A mágnesezettség irányának meghatározása elliptikusan poláros rezonális fotonokkal; Tmavezető: Bottyán László, 2010 Merkel Dániel Géza (ELTE) Mágneses vékonyrétegek vizsgálata és módosítása, Témavezető: Bottyán László, 2012
Összes közlemény: 187 A tervezett és tényleges pénzbeni ráfordítások részfeladatok és partnerek szerint Részfel. 1. részf. 2. részf. 3. részf. 4. részf.
Téma Infrastr Nemz.kop. Instum.fejl. Kutatás
SZFKI 24000 28000 3000 6500 61500 61500
Terv 2010-2011 IKI KK RMKI Össz SZFKI 20000 8000 9800 61800 22000 27000 13000 20050 88050 28000 7269 1000 1200 12469 3796 6095 4300 996 17891 9000 60364 26300 32046 180210 62796 60364 26300 32046 180210 62796
Tény 2010-2011 IKI KK RMKI 20948 8370 9300 25642 9563 17700 6830 107 2500 7264 5630 4200 60364 23670 33700 60364 23670 33700
Össz 60618 80905 13233 26094 180530 180530
A táblázat számai mutatják, hogy a projekt időarányos teljesítése megfelelt a tervezettnek, a részfeladatok közötti átcsoportosítás pedig az elvárt határokon belül valósult meg.
40
Monitoring mutatók (az indikátor űrlap szerint)
41
Tájékoztatás és nyilvánosság A munkaszakasz során született kutatási és fejlesztési eredmények kivétel nélkül mind publikus megjelenésre alkalmasak, bemutatásuk hazai és nemzetközi szakfolyóiratokban, ill. nyilvános rendezvényeken szóbeli v. poster előadás formájában történt. A projektnek saját honlapja nem készült, mert jelentős az átfedés a Budapesti Neutronkutató Műszerközpont (BNC) tevékenységével, a NAP projekt fő eseményei, rendezvényei, eredményei a BNC honlapjára kerültek fel. A www.bnc.hu honlap folyamatos feltöltés alatt van, a tartalom frissítése általában havonta történik. 2012-ben a honlap teljes megújításra került. A tájéloztatáshoz tartozik, hogy mind a négy partner rendszeres éves beszámolót készít az MTA részére – ez aktuálisan a NAP projekt eredményeit is tartalmazza. Külön kiemelésre érdemes, hogy a 2011 novemberében megrendezett Tudomány Napjai program keretésben a BNC önálló rendezvénnyel mutatkozott be az MTA székházban – a NAP projekt eredményei kiemelt szerepet kaptak. Továbbá, a Taylor&Francis kiadó által megjelentetett, a sokezres neutron közösséghez eljutó Neutron News c. szakfolyóiratban összefoglaló cikkben [SZFI-14] ismertetjük a Budapesti Kutatóreaktort, a NAP projektben elért fejlesztési eredményeket, pl. a GINA reflektométer üzembehelyezését. A cikk betétjeként fizetett hirdetésként (35. oldal) jelennek meg a NAP kunzorciummal együttműködő MIRROTRON Kft. termékeit bemutató összeállítás.
A támogatás ösztönző hatásának bemutatása A támogatás ösztönző hatása négy fő területen jelentkezik: a) A tudományos-műszaki előrehaladás a projekt jelen periódusában látványosan megmutatkozik a kiváló publikációs mutatókban. A NAP projektben eddig elvégzett berendezés fejlesztések nagymértékben hozzájárultak nagyobb számú kísérlet elvégzéséhez, ill. jobb minőségű adatok gyűjtéséhez és végső soron több és jobb publikáció megszületéséhez. A projekt ugyancsak elősegítette a pénzügyi támogatás révén a korábbiakhoz képest lényegesen több nemzetközi rendezvényen való bemutatkozást, előadások tartását, a szakmai közeggel való közvetlen érintkezést, ami elengedhetetlen feltétele a kutatási tevékenység megtermékenyülésének. A NAP projekt kivételes lehetőséget biztosított az ILL, a válág legjobb neutronforrása kísérleti lehetőségeinek használatára, és így látványosan hozzájárult a nemzetközi kutatási infrastruktúra használat eredményességének demostrálásához. b) A projekt infrastruktúra fejlesztő és metodikai fejlesztési részfeladatai jelentős beruházási (eszközbeszerzési és egyedi saját fejlesztési) tevékenységet generált. Az elvégzett statisztikai felmérés szerint mintegy 25 magyar vállalat (zömében KKV) vett részt közvetlenül a beszállításban ill. 5-8 vállalkozás (és ezek közel 100 alvállalkozója) az, amelyik a fejlesztési eredményeket hasznosítva számottevő műszerexportot produkál. c) A NAP VENEUS tevékenység nagymértékben hozzájárult új hazai és nemzetközi projektekben való részvételhez (l. monitoring mutatók), ami nemcsak további pénzügyi támogatást, hanem új kutatási témákba való bekapcsolódást, az új feladatok révén frissülő kapcsolati hálózatok kialalkulását is jelenti. A jelen munkaszakasz során került pl. megszervezésre (a támogatás elnyerésével 2012 elején) egy fiatalkutatói „nagy” OTKA a Debreceni Egyetemmel együttműködésben, a NAP-ban kiemelten szereplő reflektometria témában. Ugyancsak ekkor állt össze 2012 februári indulással két EU FP7-es infrastruktúra projekt (NMI3-II Access és NMI3-II JRA). d) A projekt ösztönző hatása pénzügyi vonatkozásban is számottevő, ez konkrét támogatás formájában jelent meg a munkaszakasz során pl. az MTA „matching fund” programja keretében. A NAP 2010-11-es „két szűk esztendeje” alatt ennek az önrész támogatásnak alapvető szerepe volt a projekt folytatásában, munkahelyek megtartásában. 42
A munkaszakaszban résztvevő személyek listája A kutatás-fejlesztésben részt vevő személyek megnevezése és a munkaszakasz teljesítésével eltöltött tényleges munkaideje (az alábbi táblázatok konzorciumi tagok szerinti bontásban) MTA Wigner SZFI Szakértő neve
Szakértő azonosítója
Mezei Ferenc Cser László Rosta László
Közreműködő státusza*
Konzorciu mi tag sorszáma 1 1 1
Feladatok sorszáma
Munkaidő ráfordítás (FTE)
3,4 4 1,2,3
0,1 0,2 0,4
1 1
1,2,3 3,4
0,6 0,1
1
1,4
0,2
1
4
0,4
1
1,3,4
0,5
1
1,3
0,2
1
3
0,05
1
3
0,3
3
0,1
1 1 1 1 1
3 3,4 1,4 1,2,3,4 1,2,3,4
0,01 0,4 0,01 0,9 0,9 5,37 5,37
Feladatok sorszáma
Munkaidő ráfordítás (FTE)
PhD PhD PhD asszisztens
Konzorciu mi tag sorszáma 2 2 2 2
1,2,3,4, 2,4 1,3,4 1,3,4
0.60 0.77 0.60 0.22
MSC PhD
2 2
1,2,4 1,2,3,4
0.57 0.68
BSC PhD
2 2
1,3 4
0.68 0.43
MTA r. tagja MTA doktora PhD fokozatú kutató Osztályvezető PhD fokozatú kutató PhD fokozatú fiatal kutató PhD fokozatú fiatal kutató PhD fokozatú fiatal kutató PhD fokozat nélküli kutató PhD fokozat nélküli kutató PhD fokozat nélküli kutató PhD fokozat nélküli kutató PhD fokozat nélküli kutató egyetemi hallgató PhD hallgató PhD fokozatú kutató technikus/asszisztens projekt menedzsment
Füzi János Markó Márton Székely Noémi Nagy Gergely Káli György Sánta Zsombor Veres Tamás Orbán János Eszenyi Gergely
Besenyő Márton Szakál Alex Almásy László Monori Jenőné T.Pálffy Hajnalka Összesen (FTE) Teljes munkaidőre átszámított létszám (fő) MTA EK IKI Szakértő neve Belgya Tamás Kasztovszky Zsolt Kis Zoltán Kovácsné Tóth Zita Maróti Boglárka Szentmiklósi László Takács Kálmán Sziklainé László Ibolya Összesen (FTE)
Szakértő azonosítója
Közreműködő státusza*
4.56
43
Teljes munkaidőre átszámított létszám (fő) MTA TTK Szakértő neve
Szakértő azonosítója
Közreműködő státusza*
Feladatok sorszáma
PhD
Konzorciu mi tag sorszáma 3
PhD PhD PhD
3 3 3
1,2,3,4 1,2,3,4 1,2,3,4
PhD PhD PhD
3 3 3
1,2,3,4 1,2,3,4 1,2,3,4
Közreműködő státusza*
Konzorciu mi tag sorszáma 4 4
Feladatok sorszáma
Munkaidő ráfordítás (FTE)
3,4 1,3
2 0,5
4 4 4 4
2,4 1,2,3,4 1,3,4 1,3,4
0,3 0,7 0,7 0,4 4,6 4,6
Dr. Bálint Szabolcs Dr. Baranyai Péter Dr. Grósz Tamás Dr. Klencsár Zoltán Sajó István Varga Olívia Dr. Megyes Tünde Összesen (FTE) Teljes munkaidőre átszámított létszám (fő) MTA Wigner RMI Szakértő neve Sajti Szilárd Jakab Levente
Szakértő azonosítója
4,56
PhD Technikus/asszisztens (mérnök) PhD PhD PhD Fiatal kutató
Deák László Bottyán László Merkel Dániel Nagy Béla Összesen (FTE) Teljes munkaidőre átszámított létszám (fő)
Közreműködés Mindösszesen a NAP VENEUS08 projektben (FTE) Mindösszesen a NAP VENEUS08 projektben (személyek száma) Teljes munkaidőre átszámított létszám (fő)
Munkaidő ráfordítás (FTE)
1,2,3,4 0,04 0,04 0,67 0,04 0,11 0,11 0,03 1,04 1,04
15,57 38 15,57
* A közreműködő státuszához kérjük, hogy az alábbi kategóriák szerint adja meg az adatokat: MTA doktora, PhD fokozatú kutató, PhD fokozat nélküli kutató, posztdoktor, PhD fokozatú fiatal kutató, PhD fokozat nélküli fiatal kutató, PhD hallgató, egyetemi hallgató, technikus/asszisztens, projekt menedzsment
44
Általános megjegyzések a munkaszakasz teljesítéséről A projekt 2005-ös konzorciumi szerződésében a tagok egy projekttanácsot hoztak létre abból a célból, hogy ott a projekt egészére, célkitűzéseire, finanszírozására vonatkozó döntéseket konszenzus alapján alakítsák ki. Ennek megfelelően a Projekttanácsba mind a négy résztvevő intézet két-két tagot delegált, de a Projekttanács csak akkor volt határozatképes, ha annak ülésén valamennyi intézetet legalább egy tag képviselte. A Projekttanácsban ugyan az egyes intézetek és a projektvezető rendelkeztek egy-egy szavazattal, de a tanács ülésein formális szavazásra egyetlen alkalommal sem került sor; a testület valamennyi döntését előzetes, illetve az üléseken történt egyeztetések formájában, konszenzusosan hozta meg. A konzorciumi szerződés negyedévenként egy ülést írt elő, de ez nem bizonyult elégségesnek, ezért a Projekttanács évente általában 5–6 ülést tartott. A Projekttanács elnöke 2009. augusztus 31-ig a projektvezető volt, de mivel ez a kettős szerep néhány gyakorlati problémát vetett fel, a gesztorintézet vezetője 2009. szeptember 1jétől az egyik tagintézet egy munkatársát kérte fel az elnöki teendők ellátására. A tanácsüléseket a projektmenedzser szervezte és dokumentálta. A Projekttanács üléseinek állandó napirendi pontja volt minden félévben egyszer a következő félév munkatervének elfogadása, továbbá valamennyi ülésen áttekintés a projekt szakmai és pénzügyi helyzetéről, illetve a projekt aktuális feladatairól. Ugyancsak minden ülés napirendjén szerepelt – rotációs alapon – egy-egy tagintézet aktuális témabeszámolója és feladatterve. Esetenként a Projekttanács megvitatott és jóváhagyott aktuális szerződéseket és szerződésmódosításokat továbbá projektbeszámolókat (az A melléklet-ben egy tipikus PT jegyzőkönyvet mutatunk be). A projekttanács ülései mellett heti/havi rendszerességgel operatív megbeszélést tartunk az aktuális műszaki-tudományos tennivalók egyeztetésére az érintett munkatársak és külső (pl. ipari) partnerek részvételével. A projekt jelen szakasza egyik legfontosabb eredményének tartom, hogy a kitűzött célok tekintetében - vagyis „a négy együttműködő intézet elsősorban az előző periódusban kifejlesztett és bővített instrumentációs lehetőségekre támaszkodva az anyagkutatási feladatokra kíván összpontosítani” – a két év alatt teljesített 187 előadás és publikáció kiválóan mutatja, hogy a várakozásokat is meghaladóan sikerült teljesíteni. A projektnek ebben a fázisában a fejlesztési és beruházási tevékenység - a támogatás felfüggesztése miatt - minimális szinten zajlott, ill. időben egy évvel hosszabbra nyúlt. Ugyanakkor a projekttel összefüggő nemzetközi tevékenységekben jelentős események zajlottak – többek között a 2011-es év első felének magyar EU elnökségi szerepének köszönhetően. Az idevonatkozó főbb eseményeket a B melékletben mutatjuk be röviden. A NAP VENEUS projektben létrehozott fejlesztéseink nagyban hozzájárultak ahhoz, hogy friss témákat is bevonhassunk a kutatásainkba, ill. újabb alkalmazás-orientált projekteket indítsunk, amelyek tipikusan nem vagy csak igen kis mértékben járulnak hozzá a kísérlet-előkészítés, adatfeldolgozás és eredményközlés hosszú folyamatához. A jellegénél fogva nagyobb léptékű és hosszabb kifutású NAP VENEUS projekt, megalapozó és áthidaló szereppel szinte nélkülözhetetlen hozzájárulást adott ahhoz a folyamathoz, amelyben komplex és távlatos kutatási feladatokra is fel lehetett készülni, és ezért a konzorciumi résztvevők külön köszönetet mondanak a lehetőségért. Budapest, 2013. január 15. Rosta László projektvezető 45
Melléklletek o A – Projekttanácsi dokumentumok A mell_msz5 PT jegyzknyv 2011-09-08.pdf
NAP VENEUS08, 5. munkaszakasz, A melléklet o B – Nemzetközi és hazai konferenciák B mell_msz5 Conferences.pdf
NAP-VENEUS08 5. munkaszakasz,
B melléklet
o A részfeladatok teljesítését dokumentáló mellékletek konzorciumi résztvevőnként msz5rf1cs1.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 1.1. melléklet Polarizációs rendszer fejlesztése msz5rf2cs1.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 2.1. melléklet Meeting of the CENI Steering Committee Prague, July 20-21, 2011 msz5rf2cs2.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 2.2. melléklet Meeting of the CENI Steering Committee Prague, July 20-21, 2011 msz5rf2cs4.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 2.4. melléklet Technical specification of collimation system msz5rf3cs1.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 3.1. melléklet Tükrözéses fókuszálás msz5rf3cs2.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 3.2. melléklet Chopper system for the focusing SANS instrument at BNC msz5rf4cs1_i.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 4.1/i. Melléklet Bioaktív kalciumtartalmú gél- és kerámiarendszerek, Doktori értekezés tézisei, Meiszterics A. msz5rf4cs1_ii.pdf
G. Nagy, L. Kovács, L. Rosta, J. Peters, P. Timmins, D. Posselt, G. Garab: Light induced reversible reorganizations of thylakoid membranes revealed by neutron scattering msz5rf4cs3.pdf
NAP-VENEUS08 MTA Wigner FK SZFI 5. munkaszakasz, 4.3. melléklet Research Opportuniries of Lubricants by Neutron Scattering msz5IKI.pdf
NAP-VENEUS08 MTA EK IKI 5. munkaszakasz, 1. melléklet 5-2.1/1. mell: A függetlenül vákuumozható repülési csövek és a PGAA-II mintakamrája 5-2.1/2. mell: Mintaelőkészítő fülke, alacsonyhátterű mérőkamra, gamma spektroszópia 5-2.1/3. mell: BGO szcintillátor beszerzése és bemérése 5-2.3/1. mell: Programozható nyalábzár továbbfejlesztett működtető szoftverének elkészítése 5-2.3/2. mell: Az új PGAA-II és képalkotó állomás (NORMA) tesztelése, bemérése 5-2.3/3. mell: Neutronspektrum mérése TOF módszerrel msz5RMI.pdf
5-1.6 Melléklet: A GINA polarizált neutronreflektométer kiegészítése polarizációanalízissel 5-4.3.5 Melléklet: A reciprocitássértés kísérleti kimutatása Mössbauer-szórás alkalmazásával 46
