Abteilung LINAC
Die Abteilung Linac (LIN) besteht aus zwei Arbeitsgruppen.
Die Arbeitsgruppe UNILAC verantwortet in enger Zusammenarbeit mit den technischen Fachabteilungen den Betrieb und Weiterentwicklung des mehr als 50 Jahre alten Schwerionenbeschleunigers UNILAC. Neben Ersatzteilmanagment und Organisation von Reparaturarbeiten gehört die Optimierung der Beschleunigereinstellungen zum Kerngeschäft. Weiterhin erfolgen intensive Untersuchungen mit Ionenstrahl, um die technischen Vorrausetzungen für den zukünftigen FAIR Injektorbetrieb zu etablieren. In Vorbereitung des Umzugs in den neuen FCC stellt dabei die Umstellung des Kontrollsystems einen wichtigen Punkt dar. Nach dem verheerenden Brandereignis vom 5.2.26 sind weite Teile der für den UNILAC Betrieb notwendigen Infrastruktur (RF Verstärker, Vakuumpumpen und -steuerung, Strahldiagnoseelektronik, Timing- und Kontrollsystemequipment irreparabel zerstört worden. Der aktuelle Arbeitsschwerpunkt ist deshalb auf die Wiederherstellung der vollen Betriebsfähigkeit der Anlage gerichtet. Dazu gehören auch Etablierung von Zwischenlösungen für Strahlbetrieb zur FAIR Inbetriebnahme und für ein reduziertes Experimentprogramm.
Die Arbeitsgruppe cw-Linac betreut den dedizierten Messplatz „Advanced Demonstrator“, der als Testareal für HLEIAC-Kryomodule eingesetzt wird. Diese Infrastruktur umfasst die automatisierte Heliumverteilung mit Anbindung an die Kälteanlage der SIS100 Series Test Facility der GSI, die Strahltransportlinie vom Schwerioneninjektor-Linac zum Testareal, ein lokaler Kontrollraum, die Hochfrequenzversorgung und diverse Labore. Neben dem Aufbau, der Inbetriebnahme und ersten Tests mit Ionenstrahl soll dieses Testareal in einem zweiten Schritt interessierten Nutzern der Kernchemie (TASCA-Kollaboration), der Kernphysik (SHIP, SHIP-TRAP), der Materialforschung und der Biologie zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere die beiden erst genannten Nutzergruppen (in enger Kollaboration mit der Sektion SHE des Helmholtz-Instituts Mainz) benötigt diese Beschleunigerinfrastruktur, um Target- Tests mit hochintensivem Schwerionenstrahl durchzuführen.
HELIAC und SIBAF
Der Aufbau eines eigenständigen supraleitenden Dauerstrich-Linearbeschleunigers HELIAC(HElmholtz LInear ACcelerator) ) für schwere Ionen wird zurzeit am Standort Darmstadt geplant. Sowohl die HIM-Sektion ACID1 als auch die Abteilung Linearbeschleuniger im GSI-Bereich Beschleunigerbetrieb arbeiten gemeinsam und in enger Abstimmung an diesem Beschleunigerprojekt zusammen. Studierende der JGU sollen sukzessive insbesondere auch an dieses Beschleunigerprojekt herangeführt werden und können wertvolle Beiträge zu den notwendigen spezifischen Entwicklungsarbeiten liefern. Gleichzeitig bietet die in diesem Zusammenhang neu geschaffene Infrastruktur die einmalige Möglichkeit, Studierende praktisch auszubilden und für das prosperierende Forschungsfeld der Beschleunigerphysik und Beschleunigertechnik zu gewinnen.
Ziel von SIBAF ist es, die Entwicklung neuer, besonders widerstandsfähiger Materialien für Fusionsreaktoren entscheidend voranzutreiben. Diese Materialien müssen extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen und intensiver Neutronenstrahlung standhalten – Anforderungen, wie sie in zukünftigen Fusionskraftwerken herrschen werden. Um diese Materialien schneller und effizienter als bislang möglich testen zu können, erfolgt im Rahmen von SIBAF die Entwicklung der Komponenten für den Injektor vom zukünftigen Ionenbeschleunigers HELIAC am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, um Materialtests mit Ionenbestrahlung zu ermöglichen. Im Gegensatz zu klassischen Neutronenquellen wird HELIAC eine gezielte, kosteneffiziente Bestrahlung mit Schwerionen ermöglichen – bei gleichzeitig deutlich reduziertem Energieverbrauch dank supraleitender Technologie. Das Projekt umfasst unter anderem den Aufbau eines speziell ausgestatteten Bestrahlungsplatzes, der auf dem bereits entwickelten ersten Kryomodul des zukünftigen HELIAC sowie dem bestehenden Hochladungsinjektor (HLI) bei GSI basiert. Dazu bringen die beiden Partner GSI und Goethe-Universität Frankfurt ihre Expertise in SIBAF ein. Langfristiges Ziel ist es, HELIAC als europaweit einzigartige Infrastruktur zur Qualifizierung von Fusionsmaterialien zu etablieren. Die Ergebnisse leisten einen wichtigen Beitrag zur internationalen Fusionsforschung und zur Entwicklung zukünftiger klimafreundlicher Energiequellen.
LINAC-Department Head
Deputies
Working Team “UNILAC”:
Uwe Scheeler (team leader, deputy machine coordinator)
Dr. Gregor Loisch (70%)
Dr. Nils Stallkamp (70%)
Dr. Hartmut Vormann (machine coordinator)
Dr. Stephan Yaramyshev (50%)
-> UNLIAC-Website
Working Team “cw-Linac”:
Dr. Maksym Miski-Oglu (team leader)
Michael Breidt
Dr. Florian Dziuba (30%)
Dr. Alexey Gunja
Dr. Julian List (30%)
Dr. Stephan Yaramyshev (50%)
Dr. Han-Bum Rhee
Robert Trowbridge
Szymon Kowina
SIBAF Projekt
Dr. Maksym Miski-Oglu (project leader)
Dr. Sophie Dietz
Nimue Schmidt
Lukas Herfurth
Helmholtz Institute Mainz- Section “Accelerator Design and Integrated Detectors” ACID I:
Sektion ACID 1:
Die Sektion ACID1 verantwortet am Standort Mainz (HIM-Labor) ein größeres Reinraum-Areal, welches neben dem eigentlichen ISO4- bzw. ISO6-Reinraumbereich auch eine Montage- und Vorbereitungs-Straße beinhaltet. Innerhalb des Testbereichs befinden sich diverse Großgeräte, wie eine High Pressure Rinsing Anlage, ein Ultraschallbad und ein Ausheizofen, die zur sogenannten Prozessierung von supraleitenden Beschleunigungskavitäten dienen. In der gesamten Anlage können Beschleunigermodule mit einer Länge von bis zu 13m montiert und prozessiert werden. Darüber hinaus steht ein großes Hochfrequenztestareal in direkter Nähe zum Reinraum zur Verfügung. Kavitäten bzw. komplette Kryomodule können nach Montage, Reinigung und weiterer Präparation zeitnah getestet werden. Insbesondere das HF-Testareal wird von den Sektionen 1 und 2 gemeinsam genutzt. Enge Zusammenarbeit zwischen den beiden Sektionen bzw. mit dem Institut für Kernphysik der JG-U besteht hier bei den vorbereitenden Arbeiten an den supraleitenden MESA-Modulen. Bei all diesen Arbeiten wird auf die Infrastruktur (z.B. Heliumverflüssiger) der JG-U (Kernphysik) zugegriffen. Neben Montage, Präparation und Test der Kryomodule für das cw-Linac-Projekt, soll die neu geschaffene Infrastruktur auch anderen Universitäten der Region bzw. internationalen Beschleunigerprojekten offen stehen, um supraleitende Kavitäten zu montieren, zu prozessieren und zu testen. Hierzu wurden bereits erste supraleitende Kavitäten für S-DALINAC (TU-Darmstadt) Elektronen Linearbeschleuniger behandelt. Zu guter Letzt soll an der neu geschaffenen Infrastruktur generische Forschung und Entwicklung von supraleitenden und normalleitenden HF-Komponenten betrieben werden, u.a. zur Kavitätenpräparation, Plasmareinigung, Hochleistungskoppler- bzw. Tunerentwickung bzw. HF-High Performance von Beschleunigungskavitäten.
Working Team:
Prof. Dr. Winfried Barth (section head)
Dr. Maksym Miski-Oglu (deputy)
Miriam Jäger (ACID1-Sekretariat)
Victor Gettmann
Dr. Thorsten Kürzeder