S-DALINAC

Der supraleitende Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC

Der supraleitende, rezirkulierende Elektronen-Linearbeschleuniger S-DALINAC (Superconducting-DArmstadt-LINear-ACcelerator) stellt seit 1991 das zentrale Forschungsgerät im Institut für Kernphysik der TU-Darmstadt dar. Seitdem wird er stetig im Rahmen von Diplom- und Doktorarbeiten weiterentwickelt und immer wieder neuen experimentellen Herausforderungen angepasst. So konnte beispielsweise 1996 erstmals ein Infrarot-Laserstrahl am Freien-Elektronen-Laser (FEL) erzeugt werden. Dies war der erste Freie-Elektronen-Laser in Deutschland. Seit 2003 ist der S-DALINAC zentraler Bestandteil des Sonderforschungsbereichs 634 „Kernstruktur, nukleare Astrophysik und fundamentale Experimente bei kleinen Impulsüberträgen am supraleitenden Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC“. Einen schematischen Grundriss des S-DALINAC zeigt Abb. 1.

Abb. 1: Übersicht über den S-DALINAC und die Experimentierplätze
Abb. 1: Übersicht über den S-DALINAC und die Experimentierplätze

Die zu beschleunigenden Elektronen werden von einer thermischen Kathode emittiert und mittels einer elektrostatischen Spannung auf eine kinetische Energie von 250 keV vorbeschleunigt. Zusätzlich befindet sich momentan eine Quelle für spinpolarisierte Elektronen im Aufbau. Der S-DALINAC ist für Strahlströme von wenigen pA bis hin zu 60 µA bei Strahlenergien von etwa 2,5 bis zu 130 MeV ausgelegt. Hinter der elektrostatischen Vorbeschleunigung erfolgt im normalleitenden Teil des Injektors die Präparierung des Elektronenstrahls für die weitere Beschleunigung in den supraleitenden HF-Kavitäten. Zu diesem Zweck wird dem Strahl durch eine Chopper-Prebuncher-Sektion eine 3 GHz Zeitstruktur aufgeprägt. Im supraleitenden Teil des Injektors werden die Elektronen dann in einer 2-zelligen und einer 5-zelligen Einfangsstruktur sowie in zwei 20-zelligen Strukturen auf Energien von bis zu 10 MeV beschleunigt. Hinter dem Injektor können die Elektronen für Experimente mit niederenergetischer Gamma-Strahlung genutzt oder über einen 180°-Bogen in den Hauptbeschleuniger gelenkt werden. Der Hauptbeschleuniger besteht aus acht supraleitenden Kavitäten, die die Elektronenenergie insgesamt um bis zu 40 MeV erhöhen. Die Beschleunigungsstrecke kann durch Rezirkulieren bis zu drei Mal genutzt werden, um die Maximalenergie von 130 MeV zu erreichen. Danach wird der Elektronenstrahl durch die Extraktion zu verschiedenen Messplätzen in der Experimentierhalle geleitet. Dort befinden sich das QCLAM-Spektrometer für (e,e'x)-Experimente, das169°-Lintott-Spektrometer für hochauflösende (e,e')-Elektronenstreuexperimente sowie der Niederenergie-Photonentagger NEPTUN.

Der S-DALINAC ist das zentrale Großforschungsgerät für das wissenschaftliche Experimentierprogramm im Sonderforschungsbereich 634.

Hier finden Sie eine Liste von aktuellen Themen zur Beschleunigerphysik, die im Rahmen einer Bachelor oder Master Thesis oder einer Dissertation bearbeitet werden können. Für genauere Informationen zu den einzelnen Themen stehen die jeweiligen Ansprechpartner gerne bereit.

Interessierten Studenten bieten wir die Möglichkeit zur frühzeitigen Aufnahme von angeleiteter Forschungsarbeit. Diese „Miniforschung“ gewährt Ihnen Einblick in das Institut für Kernphysik und erleichtert Ihnen die Auswahl der Arbeitsgruppe für Ihre zukünftigen Bachelor- oder Masterabschlussarbeiten. Gelegenheit zur Aufnahme in unser Miniforschungsprogramm besteht jederzeit. Sprechen Sie uns an!

Mitarbeiter

Arbeitsgruppenleiter/in

Name Arbeitsgebiet(e) Raum Tel. E-Mail
Prof. Dr. Thomas AumannExperimentelle Kernstrukturphysik mit exotischen IonenstrahlenS2|14 414-23530
Prof. Dr. Joachim Enders
Studiendekan für die Lehramtstudiengänge und Master of Education
Technische KernphysikS2|14 308-23560
Prof. Dr. Thorsten KröllExperimentelle Kernstrukturphysik, Radioaktive InonenstrahlenS2|14 306-23570
Dr. Thorsten Kürzeder
Betriebsleiter
S2|14 216-21740
Prof. Dr. Marina PetriExperimentelle Kernstrukturphysik mit exotischen IonenstrahlenS2|14 412-23537
Portrait von Prof. Marina Petri
Prof. Dr. Dr. h.c. Norbert Pietralla
Geschäftsführender Direktor des Instituts für Kernphysik
Kernstrukturphysik und S-DALINACS2|14 316-23540
Passbild Prof. Pietralla
Prof. em. Dr. rer. nat. Dr. h.c. mult. Achim Richter Technische Kernphysik und S-DALINACS2|14 314-23554
Prof. Dr. Markus RothLaser- und PlasmaphysikS2|14 307-23580
Apl. Prof. Dr. Peter von Neumann-CoselElektronenstreuung, Wenig-Nukleon-SystemeS2|14 315-23555
Prof. Dr.-Ing. Thomas WeilandBeschleunigerphysikS2|17 131-2161
Portrait von Thomas Weiland

Leitende Wissenschaftler/innen

Name Raum Tel. E-Mail
Akad. Dir. Dr. Marco BrunkenS2|14 310-23500
JProf. Dr. Florian Hug
Leitung S-DALINAC

Technische Mitarbeiter/innen

Name Raum Tel. E-Mail
Dr. Jonny Birkhan
Leitung Steuerung S-DALINAC, IT
S2|14 216-21740
Dipl. Ing. M.Sc. Jens Conrad
Leitung der Betriebsgruppe S-DALINAC
S2|14 56-21741
Kurt HasslerS2|14 56-21742
Manfred HessS2|14 56-21742
Jürgen MüllerS2|14 56-21742
Carl Pfeil-HerzS2|14 56-21743

Strahlenschutzbeauftragte

Name Raum Tel. E-Mail
Michaela Arnold, M.Sc.S2|14 101-21744
Dr. Jonny Birkhan
Leitung Steuerung S-DALINAC, IT
S2|14 216-21740
Dipl. Ing. M.Sc. Jens Conrad
Leitung der Betriebsgruppe S-DALINAC
S2|14 56-21741
Dipl.-Ing. Sven Hennings
Strahlenschutz, F-Praktikum
S2|14 27-23557
Apl. Prof. Dr. Peter von Neumann-CoselS2|14 315-23555

Doktoranden/Doktorandinnen

Name Raum Tel. E-Mail
Michaela Arnold, M.Sc.S2|14 101-21744
Thore Bahlo, M.Sc.S2|14 101-21744
Christoph Burandt, M.Sc.
Kontrollsystem, HF-Regelung
S2|14 110-21745
Ruben Grewe, M.Sc.S2|14 101-21744
Lars Jürgensen, M.Sc.S2|14 101-21744
Dipl.-Phys. Thomas SchösserS2|14 110-21745

Masterstudenten

Name Raum Tel. E-Mail
Maximilian Herbert, B.Sc.S214 101-21744
Jonas Pforr, B.Sc.S214 101-21744
Manuel Steinhorst, B.Sc.S214 110-21745
Jan Wissmann, B.Sc.S2|14 101-21744

Bachelorstudenten

Name Raum Tel. E-Mail

Alumni

Name
Dr. Asim Araz
HF-Regelung
Philipp Dijkstal, B.Sc.
Dr. Hans-Dieter Gräf
Dr. Christian Klose
Dipl.-Phys. Alexander Kuhl
Dr. Patrick Nonn
HF-Regelung
Dr. Markus Platz
IT, Steuerung S-DALINAC
Timothy Quincey
Dr. Sven Sievers