Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Effiziente Halbleitertechnik für Teilchenbeschleuniger

23.04.2013
Die globale Siemens-Forschung Corporate Technology (CT) entwickelt in seiner strategischen Partnerschaft mit dem russischen Forschungszentrum Skolkovo nahe Moskau eine neue Beschleuniger-Technologie.

Damit sollen die Kosten für Teilchenbeschleuniger sinken, wie die Forschungszeitschrift Pictures of the Future in ihrer aktuellen Ausgabe berichtet. Weitere Projektpartner sind das Budker-Institut für Nuklearphysik in Novosibirsk, das Institut für theoretische und Experimentalphysik in Moskau, die Universität Frankfurt am Main und die Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt.



Hochenergetische Strahlen aus Neutronen, Protonen und anderen Ionen benötigt man zum Beispiel in der medizinischen Strahlentherapie oder in der Industrie zur Materialbearbeitung. Die hohen Spannungen zur Beschleunigung der Teilchen werden von Hochfrequenz-Generatoren erzeugt. Mit Hilfe neuer Halbleiter-Bauelemente können die Siemens-Forscher die Effizienz dieser Generatoren jedoch erheblich steigern. Zudem ist die neue Technik kleiner und günstiger in Anschaffung und Betrieb.

Teilchenbeschleuniger werden oft mit Großlaboren wie CERN oder DESY in Verbindung gebracht. Dabei sind die meisten der weltweit etwa 30.000 Geräte in Kliniken und in der Industrie zu finden. Herzstück des Beschleunigers ist ein Hochfrequenz-Generator, der hohe Spannungen mit mehreren hundert Megahertz erzeugt. Heute basieren die Generatoren auf Elektronenröhren, die aufwändig mit Hochspannung versorgt werden müssen und maximal 60 Prozent Wirkungsgrad erreichen.

Um effizienter zu werden, setzen die CT-Forscher auf Halbleitertransistoren aus Siliziumkarbid. Diese Bauteile arbeiten bei sehr hohen Frequenzen, verkraften hohe Leistungen und bieten 70 Prozent Wirkungsgrad. Ein Transistor mit mehreren Kilowatt Leistung und ist gut hundertmal kleiner als eine vergleichbare Elektronenröhre. Heute erreichen Module aus mehreren Transistoren 160 Kilowatt Leistung bei einer Frequenz von 324 Megahertz.

Das entspricht in etwa den Anforderungen für Industrie und Medizin. Im nächsten Schritt sollen Einheiten mit rund drei Megawatt Leistung entstehen, die auch für die Wissenschaft geeignet wären. Die Forscher nutzen die Halbleitertechnik außerdem, um kostengünstige, standardisierte und nach Bedarf kombinierbare Schaltschränke für den Antrieb von Beschleunigern zu entwickeln. Ein erster Prototyp soll noch 2013 fertig werden. (IN 2013.04.5)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft
24.05.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten