GRK 2128:  AccelencE: Beschleunigerphysik und –technologie für Teilchenbeschleuniger mit Energierückgewinnung

• Fachliche Zuordnung: Teilchen, Kerne und Felder
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264883531

Teilchenbeschleuniger sind für die Grundlagenforschung – und zunehmend in Industrie und für medizinische Diagnostik und Therapie – unverzichtbare Hochtechnologie-Werkzeuge, mit Bedarf an hoch-ausgebildeten Spezialisten für deren Betrieb und Weiterentwicklung. Eine noch wenig erforschte Klasse von Teilchenbeschleunigern erlaubt die weitgehende Rückgewinnung der zur Beschleunigung des Teilchenstrahls aufgewendeten Energie durch die phasenrichtige Rezirkulation des beschleunigten Strahls in die supraleitenden, elektromagnetischen Beschleunigungsresonatoren, in denen er unter Energieabgabe wieder auf niedrige Injektionsenergien abgebremst wird. Solche Energy-Recovery Linacs (ERLs) ermöglichen höchste Strahlleistungen von Linearbeschleunigern.Dieses Graduiertenkolleg AccelencE" addressiert erstmals ein strukturiertes Promotionsprogramm zum Forschungsthema von ERLs an deutschen Universitäten. Gegenwärtig profitieren dreißig Promovierende von der außergewöhnlichen Situation an den beiden antragstellenden Universitäten: an der TU Darmstadt konnte der supraleitende Elektronenlinearbeschleuniger S-DALINAC im Graduiertenkolleg als erster Beschleuniger in Deutschland im Schema eines ERL betrieben werden; an der JGU Mainz befindet sich im Exzellenzcluster "PRISMA+" der erste Hochstrom-ERL an einer deutschen Universität, MESA, im Bau. Das Forschungs- und Ausbildungskonzept greift diese einzigartige Situation auf, in der NachwuchswissenschaftlerInnen aus der Beschleunigerphysik und Elektrotechnik gemeinsam auf verzahnten Projekten zum Thema der Physik und Technik von ERLs forschen.Die Universitäten in Darmstadt und Mainz verbindet eine herausragende Expertise in rezirkulierenden Elektronenbeschleunigern in einem Umfeld, in dem mit der FAIR-Anlage in Darmstadt der größte der-zeit in Bau befindliche Ionenbeschleuniger der internationalen Grundlagenforschung entsteht. Die teil-nehmenden Promovierenden arbeiten in einem universitätsübergreifenden Rahmen an Forschungsprojekten aus fünf verzahnten Feldern, die Schlüsseltechnologien für die Entwicklung und den Betrieb von ERLs darstellen: Elektronenquellen zur Erzeugung der Teilchenstrahlen, Injektoren und Beschleunigermaterialien, Strahldiagnose- und digitale Beschleunigerkontrollsysteme, Strahldynamik von Teilchenstrahlen in ERLs und höchstauflösende Detektoren zu ihrer Nutzung. Das Ausbildungsprogramm zielt darauf ab, die nächste Generation von Führungskräften im Bereich der Teilchenbeschleunigertechnologie auszubilden.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Technische Universität Darmstadt
• Mitantragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Lambert Alff; Dr. Michaela Arnold; Professor Dr. Kurt Aulenbacher; Dr. Jonny Birkhan; Professor Dr. Oliver Boine-Frankenheim; Professor Dr.-Ing. Herbert De Gersem; Professorin Dr. Tetyana Galatyuk; Privatdozent Dr. Erion Gjonaj; Dr. Robert Heine; Professor Dr. Florian Hug; Professor Dr.-Ing. Harald Klingbeil; Professorin Dr. Atoosa Meseck; Professor Dr. Norbert Andreas Pietralla; Dr. Volker Werner
• Sprecher: Professor Dr. Joachim Enders, seit 1/2021