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 Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie