Einfachere und günstigere Erzeugung von Synchrotronstrahlen
Ob zur Konstruktion winzigster Bauteilchen in der Materialforschung oder zur Untersuchung kleinster Strukturen wie etwa Viren in der Medizin – aus Synchrotronstrahlung lässt sich jeder gewünschte Anteil herausfiltern, etwa Ultraviolett-, Infrarot- oder Röntgenstrahlung. Diese Alleskönner-Strahlen werden mithilfe aufwendig konstruierter magnetischer Strukturen erzeugt. So einen Undulator haben Forscherinnen und Forscher des KIT gemeinsam mit der Bilfinger Noell GmbH nun erstmals zur Serienreife gebracht. Das macht die Erzeugung von Synchrotronstrahlung zukünftig sehr viel einfacher und günstiger.
„Der von uns konstruierte supraleitende Undulator SCU20 kann an Teilchenbeschleuniger auf der ganzen Welt angepasst werden und hat trotz seiner Vielzahl an besseren Eigenschaften wie höhere Magnetfeldstärken und Langlebigkeit keine längere Bauzeit als individuell angefertigte Undulatoren“, sagt Sara Casalbuoni vom Institut für Beschleunigerphysik und -technologie (IBPT) des KIT. Die Wissenschaftler haben außerdem die Handhabung sehr vereinfacht: „Wir halten die gewickelten Drahtspulen, aus denen der Undulator besteht, durch Kühlmaschinen auf Betriebstemperatur. Somit fällt der zeitaufwendige Einsatz von Kühlstoffen wie flüssigem Helium oder Stickstoff weg“, so Casalbuoni. Ende Dezember wurde die zwei Meter lange Maschine in den Karlsruhe Research Accelerator (KARA), einen Elektronen-Speicherring am KIT, eingebaut und hat sich als Quelle für Röntgenstrahlung am NANO-Strahlrohr im KIT Synchrotron schon bewährt. Mit dem SCU20 hat die supraleitende Undulatortechnologie den Übergang von der Entwicklung zum kommerziellen Produkt vollzogen. Dass man mithilfe der Synchrotronstrahlung aus einer einzigen Strahlenquelle nahezu jedwede elektromagnetische Strahlung herausfiltern kann, macht sie für unterschiedlichste Disziplinen wie Biologie, Medizin, Chemie, Physik und Ingenieurwesen interessant.
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Der Undulator auf dem Cover der Zeitschrift Synchrotron Radiation News
swi, 20.06.2018