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17.07.2018
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European XFEL-Beschleuniger erreicht seine Designenergie

Beschleuniger bringt erstmals Elektronen auf 17,5 GeV Energie

Erstmals hat der European XFEL Elektronen auf eine Energie beschleunigt, die höher ist als in allen anderen Freie-Elektronen-Röntgenlasern der Welt. Der supraleitende Linearbeschleuniger brachte Ende letzter Woche Elektronen auf die Energie 17,5 GeV (Giga-Elektronenvolt), das ist die vorgesehene Soll-Energie des Beschleunigers. Seit der Inbetriebnahme im Jahr 2017 mit einer Energie von 14,9 GeV wurde die Beschleunigungsenergie sukzessive hochgefahren. Mitarbeiter und Operateure des DESY-Beschleunigerbereichs haben jetzt den letzten Teil des 96-Modul-Beschleunigers in Betrieb genommen und die Elektronen über den bisherigen Maximalwert hinaus beschleunigt. „Das ist ein großer Erfolg für die supraleitende Beschleunigertechnologie, die DESY und seine internationalen Partner in den letzten drei Jahrzehnten entwickelt haben“, sagt Winfried Decking, Leiter des XFEL-Beschleunigerbetriebs. DESY hat das internationale Konsortium aus 16 renommierten Beschleunigerinstituten und Universitäten geleitet, das den größten supraleitenden Linearbeschleuniger der Welt gebaut hat. DESY ist heute der engste Partner von European XFEL und für den Betrieb des supraleitenden Linacs verantwortlich.

Screenshot des European XFEL-Beschleunigerkontrollmonitors mit der Angabe der Elektronenenergie bei 17,5 GeV (hier in der Einheit Mega-Elektronenvolt: 17583 MeV, Bild: DESY-Beschleunigerteam).
Der Beschleuniger eines Freie-Elektronen-Röntgenlasers wie dem European XFEL versorgt die Anlage mit den hochenergetischen Elektronen, die im Anschluss zur Erzeugung intensiver, ultrakurzer Laserpulse verwendet werden. Erste Nutzerexperimente wurden schon mit Licht durchgeführt, das Elektronen mit bis zu 14 GeV erzeugt haben. Künftig wird der Beschleuniger in einem Energiebereich zwischen 8 und 17,5 GeV betrieben, abhängig von den Anforderungen der Experimente. Der vergrößerte Energiebereich des Beschleunigers wird es dem European XFEL ermöglichen, ein breiteres Spektrum von Röntgenlaserlicht zu erzeugen. Dies gibt den Anwendern mehr Flexibilität in ihren Methoden und eröffnet ihnen die Möglichkeit, Techniken auszuprobieren, die bisher an Freie-Elektronen-Lasern nicht möglich waren. Die supraleitende TESLA-Beschleunigertechnologie ist außerdem für ein weiteres Alleinstellungsmerkmal des European XFEL verantwortlich: Sie ermöglicht es, bis zu 27 000 Elektronenpakete pro Sekunde zu beschleunigen und damit 27 000 Röntgenlaserblitze pro Sekunde zu erzeugen, verglichen mit den bis zu 120 Blitzen an Röntgenlasern mit konventioneller Beschleunigertechnologie.