Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ultrakompakte Beschleuniger für Wissenschaft und medizinische Forschung

21.11.2018

Neuartige, kompakte Teilchenbeschleuniger für Anwendungen in Wissenschaft und medizinischer Forschung zu entwickeln, ist Ziel der neuen Forschungs- und Entwicklungsplattform für Beschleunigertechnologien „Accelerator Technology HElmholtz iNfrAstructure” (ATHENA). Die Plattform ist eine Zusammenarbeit von sechs Helmholtz-Zentren, darunter das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert das Projekt als strategische Ausbaumaßnahme mit 29,99 Millionen Euro.

Der größte und bekannteste Teilchenbeschleuniger der Welt, der 27 Kilometer lange Large Hadron Collider, befindet sich am CERN in der Schweiz.


Der Linearbeschleuniger FLUTE ist ein Beispiel für die kompakten und flexiblen Beschleunigeranlagen am KIT. (Foto: Markus Breig, KIT)

Foto: Markus Breig, KIT

Mit ihm erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Aufbau der Materie. Neben ihrer herausragenden Bedeutung für die physikalische Grundlagenforschung eröffnen Beschleuniger aber noch zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten, von der Produktionstechnik bis hin zum medizinischen Einsatz, beispielsweise in der Tumortherapie oder Diagnostik.

Allerdings sind heutige Beschleunigeranlagen in Aufbau und Betrieb kostenintensiv. Wären leistungsstarke Beschleuniger deutlich kleiner, könnte diese Technologie viel häufiger zum Einsatz kommen.

Ziel der Forschung am KIT ist es daher auch, erste Anwendungen ultrakompakter Beschleunigersysteme in den Lebens- und Materialwissenschaften technologisch zu ermöglichen. Dafür erhält das KIT einen Förderanteil von 4,5 Millionen Euro von der neuen Forschungs- und Entwicklungsplattform für Beschleunigertechnologien ATHENA.

„Für die Karlsruher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eröffnet ATHENA den Zugang zu plasmabasierten Beschleunigern. Das passt ideal zur Beschleunigerforschung am Standort KIT, wo wir das Ziel verfolgen, diese Technologie auf breiter Basis für die Gesellschaft zu erschließen“, sagt der Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka.

Insbesondere die Speicherung ultrakurzer Elektronenpakete in einem eigens dafür geplanten Elektronenspeicherring sei eine herausragende Anwendung dieser neuen Technologie, so die leitende Beschleunigerphysikerin am KIT, Professorin Anke-Susanne Müller.

Diese erlaube das Erhöhen der nutzbaren Lichtpulsraten um einen Faktor von einer Million für Anwendungen von Terahertzstrahlung in der Medizin und in den Materialwissenschaften. Außerdem spare dieses Vorgehen Energie, da gespeicherte Elektronen längere Zeit nutzbar seien.

„Im Bereich der Diagnose von Beschleunigersignalen mit hoher Wiederholrate erweitern wir regelmäßig die Grenzen des physikalisch und technologisch Machbaren und unterstützen bereits heute unsere Partner in der Helmholtz-Gemeinschaft sowie in Zukunft auch innerhalb von ATHENA mit unseren Technologien“, fügt Dr. Erik Bründermann, Projektleiter des ATHENA-Teilprojektes am KIT, hinzu.

Der Linearbeschleuniger FLUTE, der im Juli 2017 in Karlsruhe in Betrieb ging, ist mit seinen knapp zwölf Metern ein Beispiel für die kompakten und flexiblen Beschleunigeranlagen am KIT. Durch das Projekt soll sich die Beschleunigungsstrecke in Zukunft aber noch weiter reduzieren – diese allein könnte zukünftig auf die Größe weniger Zentimeter schrumpfen.

Koordiniert vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) wollen die an ATHENA beteiligten Helmholtz-Zentren außerdem zwei deutsche Leuchtturmprojekte der Beschleunigerforschung auf Grundlage innovativer plasmabasierter Teilchenbeschleuniger und hochmoderner Lasertechnologie aufbauen: beim DESY in Hamburg eine Elektronen- und am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine Hadronen-Beschleunigeranlage.

An beiden Anlagen sollen verschiedene Einsatzgebiete entwickelt werden, die von einem kompakten Freie-Elektronen-Laser über innovative medizinische Anwendungen bis hin zu neuen Einsatzmöglichkeiten in Kern- und Teilchenphysik reichen. Sobald die Nutzungsreife in einem Gebiet erreicht worden ist, könnten neue, kompakte Anlagen in anderen Helmholtz-Zentren, aber auch an Universitäten und Krankenhäusern aufgebaut werden.

Die sechs an dem Projekt beteiligten Beschleunigerzentren der Helmholtz-Gemeinschaft umfassen, neben KIT, DESY und HZDR, das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Zentrum Berlin, das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt sowie das Helmholtz-Institut Jena.

Die ATHENA-Arbeiten sind durch die EU-geförderte Designstudie EuPRAXIA mit ihren 40 Partnerinstituten, ebenfalls durch DESY koordiniert, eng in die europäische Forschungslandschaft eingebettet. Damit hat das deutsche Spitzenforschungsprojekt ATHENA von Beginn an auch eine klare europäische Perspektive und Ausrichtung.

Weiterer Kontakt:

Margarete Lehné, stellv. Pressesprecherin, Tel.: +49 721 608-21157, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 25 500 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.sek.kit.edu/presse.php

Weitere Informationen:

http://margarete.lehne@kit.edu
http://www.sek.kit.edu/presse.php

Monika Landgraf | Karlsruher Institut für Technologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Physiker entdecken neuen Transportmechanismus von Nanopartikeln durch Zellmembranen
14.12.2018 | Universität des Saarlandes

nachricht Tanz mit dem Feind
12.12.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Rittal heizt ein in Sachen Umweltschutz - Rittal Lackieranlage sorgt für warme Verwaltungsbüros

14.12.2018 | Unternehmensmeldung

Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät

14.12.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics