Laser als Teilchenbeschleuniger

Gründung einer Projektgruppe Laser-Teilchenbeschleunigung im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD)

28.11.2006

Teilchenbeschleuniger spielen als technologisch ausgereifte Instrumente in der modernen Wissenschaftslandschaft eine zentrale Rolle - angefangen bei der Grundlagenforschung bis hin zu medizinisch-therapeutischen Anwendungen. Ihre Größe erschwert jedoch eine weitere dezentrale Verbreitung. Großes Interesse finden daher neue Technologien und allen voran die Methode der Laserbeschleunigung, die diese Beschränkungen in Zukunft aufheben könnten.

Das Forschungszentrum Dresden-Rossendorf wird in den kommenden Jahren einen Hochintensitäts-Laser mit einer Leistung von 100 Terawatt (TW) aufbauen. Hierzu wurde vor kurzem die Projektgruppe "Laser-Teilchenbeschleunigung" unter der Leitung von Herrn Dr. Ulrich Schramm eingerichtet. Die Projektgruppe soll die vorhandene Expertise im Bereich des Rossendorfer Elektronen-Beschleunigers "Strahlungsquelle ELBE" mit dem aufstrebenden Feld der Laserbeschleunigung bündeln. Mit der Installation eines 100TW-Hochleistungslasers und dank der Nähe zur Strahlungsquelle ELBE und dem Hochfeld-Magnetlabor Dresden soll im FZD eine weltweit herausragende Infrastruktur entstehen.

Demonstriert wurden mit der Laserbeschleunigung in diesem Jahr in Berkeley (USA) bereits Elektronenstrahl-Energien guter Strahlqualität von 1 Gigaelektronenvolt (GeV) bei einer Beschleunigerlänge von nur wenigen Millimetern, verglichen mit einer Länge von etwa 100 Metern in konventioneller Bauart. Aufgrund ihrer hohen Dichte eignen sich laserbeschleunigte Strahlen hervorragend für moderne Lichtquellen im Röntgenbereich. Obwohl diese Technologie noch weit von der Marktreife entfernt ist, besteht Potential beispielsweise im Bereich kompakter Strahlentherapie-Anlagen. In Kooperation mit dem Zentrum für Innovationskompetenz "Medizinische Strahlenforschung in der Onkologie - OncoRay" in Dresden soll im FZD diese Technologie zur Anwendungsreife gebracht werden. Insgesamt arbeiten weltweit etwa 10 Forschergruppen an Hochleistungs-Lasern für die Teilchenbeschleunigung.

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