Helmholtz Center Dresden-Rossendorf

HZDR Helmholtz Center Dresden-Rossendorf
logo
Kategori:	Stort forskningsanlegg
Bestå:	Opprettelsesdato: 1992
Medlemskap:	Helmholtz Forening
Plassering av anlegget:	Dresden
Grunnleggende finansiering:	Budsjett: ca. 132 millioner euro (2018)
Ledelse:	Sebastian M. Schmidt (akademisk) Diana Stiller (kommersiell)
Ansatt:	ca. 1200 (2018)
Hjemmeside:	hzdr.de

51.063611111111 13.949722222222Koordinater: 51 ° 3 '49'  N , 13 ° 56 '59'  Ø

Helmholtz Center Dresden-Rossendorf​

Tyskland

Den Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf ( HZDR ) er et vitenskapelig forskningssenter i Dresden distriktet Rossendorf og har vært medlem av Helmholtz Association of tyske Forskningssentre siden 1 januar 2011 . På HZDR blir det utført forskning på tre av de seks forskningsområdene i Helmholtz-foreningen: energi, helse og materie. HZDR ble grunnlagt som Rossendorf Research Center i 1992. HZDR har et totalt areal på 186 hektar. Det ligger på stedet for Central Institute for Nuclear Physics (senere: Central Institute for Nuclear Research) i Dresden-Rossendorf, som ble grunnlagt i 1956.

undersøkelser

HZDR driver grunnleggende og applikasjonsorientert forskning innen energi, helse og materie.

Forskningsområdet energi

Forskerne ved HZDR leter etter økonomiske og miljøvennlige løsninger for fremtidens energiforsyning. Du vil jobbe med ny teknologi for leting, utvinning, bruk og resirkulering av strategisk viktige metaller og mineralråvarer. Disse inkluderer for eksempel presise leteprosesser for gruvedrift eller bioteknologiske prosesser for utvinning og gjenvinning av metaller.

Forskerne forholder seg også til energiintensive prosesser i industrien, som stålstøping eller prosesser i kjemisk industri, for å gjøre dem mer effektive. Forskningen fokuserer også på sikker drift av kjernefysiske reaktorer og transportoppførselen til radiotoksiske, langlivede radionuklider i mulige kjernefysiske lagre .

Forskningsområdet helse

HZDR har som mål å gjøre fremgang i tidlig oppdagelse, diagnose og terapi av kreft. Det jobber tett med partnere fra universitetsmedisin. Kreftforskning ved HZDR omhandler flere emner: radioaktive medikamenter for diagnostisering og terapi av kreft, utvikling av kreftimmunterapi , avbildningsmetoder i onkologi og partikkelakselerasjon med nye laserteknologier for strålebehandling med protoner. Med senter for radiofarmasøytisk tumorforskning vil Institutt for radiofarmasøytisk kreftforskning ha sin egen forskningsbygning på hovedstedet i Dresden, som skal være ferdig i 2017. På forskningssenteret i Leipzig jobber HZDR-forskere også med tidlig påvisning av kreftrelaterte kognitive defekter med molekylære prober.

Forskere fra HZDR Institute for Radiation Oncology ved Center for Radiation Research in Oncology - OncoRay, forsker i lokalene til Dresden University Hospital . Der utvikles det blant annet sanntidsovervåking av protonterapi . Siden 2015 har pasienter blitt behandlet med denne nye strålingsmetoden ved University of Proton Therapy Dresden (UPTD). OncoRay Center støttes av Dresden universitetssykehus , det medisinske fakultetet i TU Dresden og HZDR. Sammen med Heidelberg Institute for Radiation Oncology, utgjør det "National Center for Radiation Research in Oncology". Sammen med det tyske kreftforskningssenteret bygger de tre institusjonene som støtter OncoRay Dresden-partnerlokasjonen til National Center for Tumor Diseases (NCT) . Dresden-institusjonene er også partnere i det tyske konsortiet for translationell kreftforskning.

Forskningsområdesak

Ekstreme forhold opprettes ved HZDR for å undersøke oppførselen til materialer under ekstraordinære omstendigheter. Resultatene av denne forskningen gir viktig informasjon for å forbedre materialer eller utvikle helt nye. Store vitenskapelige innretninger er med på å skape ekstreme forhold som veldig sterke magnetfelt, spesielt lave temperaturer eller blir bombardert med laser- eller partikkelstråling.

På HZDR forsker forskere for eksempel på nye typer superledere og halvledermaterialer som muliggjør spesielt effektiv energiproduksjon og -overføring, eller som kan produsere en ny generasjon datalagringsmedier. De utvikler også høysensitive sensorer for applikasjoner innen medisin og teknologi. Nye partikkelakselerasjonsteknologier bør også gjøre forskning i de grunnleggende egenskapene til all materie og universet mer effektiv og kostnadseffektiv. For dette formålet testes nye metoder med moderne høyeffektslasere, blant annet for å akselerere partikler til de høyeste energiene.

Forskningsanlegg

I tillegg til HZDR-forskerne bruker forskere fra andre institusjoner også måletidene til de store Rossendorf-forskningsanleggene for sine prosjekter, inkludert universiteter, partnersentre i Helmholtz-foreningen og internasjonale gjester.

ELBE

ELBE er et senter for kraftige strålingskilder og det største forskningsanlegget ved HZDR. Den er oppkalt etter ELBE-elektronakseleratoren.

Elektron akselerator

SAMME betyr en El ektronenbeschleuniger høy B rillanz og lav E mittanz. Det er kjernekomponenten for hele systemet. Det er en lineær akselerator med blant annet superledende hulromsresonatorer av TESLA- typen.

To frielektronlasere (FEL) for den midtre og fjerne infrarøde (bølgelengder 5–40 µm og 18–250 µm) er koblet til i anlegget (FEL en ELBE, FELBE for kort ). ELBE-elektronstrålen kan også konverteres til forskjellige typer sekundærstråler. Disse inkluderer bremsstrahlung , terahertz-stråling , røntgenstråler med høy glans, positroner, nøytroner og elektroner.

DRACO

High-power- laseren DRACO , en titan: safir-laser , oppnår en effekt på 1 PW ved hjelp av kvitret pulsforsterkning (fra mai 2017) og brukes til å akselerere protoner og elektroner til høye energier ved hjelp av laser-plasma-akselerasjon.

PENELOPE

Med PEnELOPE blir det satt opp et annet lasersystem med petawatt-energier. Det er en spa-pulslaserkilde i petawatt-serien pumpet ved hjelp av diodelaser . Spesielt bør det muliggjøre laserbasert akselerasjon av protoner for medisinske applikasjoner. Det endelige målet er å erstatte de store partikkelakseleratorene som kreves i dag for protonstrålekreftbehandling med betydelig mer kompakte systemer.

Høyfelt magnetisk laboratorium Dresden

Den Dresden høy feltmagneten laboratorium er rett ved siden av Elbe, slik som kombinerte eksperimenter kan utføres. Her genereres spesielt sterke pulserende magnetfelt. Magnetfelt på opptil 100 Tesla skal gjøres tilgjengelig her for materialforskning.

Spolene, også utviklet på stedet, kan generere felt på 95 Tesla i brøkdeler av et sekund (fra og med mai 2017). Spolene blir avkjølt til rundt -200 ° C med flytende nitrogen, og en strøm på titusenvis av ampere strømmer gjennom dem i kort tid . En kondensatorbank brukes til dette (bilde). På Dresden High Field Magnetic Laboratory blir magnetismens grunnleggende, kvantemekaniske egenskaper undersøkt, og nye komponenter som høytemperatur superledere blir utviklet.

HIBEF

Den Helmholtz International beamline for Extreme Fields (HIBEF) blir nå satt opp av HZDR sammen med tyske Electron Synchrotron ved European X-ray laser europeiske XFEL i Hamburg. Her brukes magnetene utviklet i høyfeltmagnetlaboratoriet sammen med bildeblinkene fra det europeiske XFEL for å kunne undersøke materiens oppførsel under påvirkning av svært store magnetfelt med en nøyaktighet som aldri er oppnådd før. Sammen med muligheten for å generere eksepsjonelt høye temperaturer og trykk, skaper dette en unik målestasjon for å forske på materie under ekstreme forhold.

Ion bjelkesenter

De ionestråle midt gir muligheten for målretting prøver med ladede atomer av forskjellige lette og tunge kjemiske elementer. Ulike systemer kan akselerere prosjektilene til forskjellige energier, hvorved deres effekt på prøven kan kontrolleres. Avhengig av elementet og energien, er disse ionestrålene egnet for å undersøke eller spesifikt endre prøver. Disse systemene brukes primært til utvikling av de minste elektroniske komponentene, lagdelte halvledersystemer som i solceller eller optiske materialer som de gjennomsiktige, men ledende overflatene til moderne skjermer.

ROBL

Den Rossendorf beamline Robl på europeisk synkrotronstråling kilde ESRF i Grenoble (Frankrike) gjør radiokjemisk forskning gjennom ekstremt strålende stråling.

Positron Emission Tomography

I PET- senteret , som drives av HZDR sammen med Dresden universitetssykehus og Dresden University of Technology , utvikles og undersøkes bildebehandlingsmetoder for diagnose og nye terapeutiske tilnærminger for kreftbehandling. HZDR, Uniklinikum og TU Dresden driver også i fellesskap "National Center for Radiation Research in Oncology - OncoRay".

TOPFLOW

Det termohydrauliske testanlegget TOPFLOW (Transient Two Phase Flow Test Facility) muliggjør undersøkelse av komplekse strømningsfenomener under realistiske forhold, da de forekommer i kjernefysiske reaktorer så vel som i kjemisk og prosessutvikling.

DRESDYN

Med DRESDYN ( Dresden natriumanlegg for dynamo- og termohydraulikkforskning ) skapes en europeisk plattform for dynamoeksperimenter og termohydrauliske studier med flytende natrium. Målet er å bygge verdens første presesjonsdynamo som for eksempel opprettelsen av jordens magnetfelt kan simuleres mye mer realistisk enn med de forrige propelldrevne dynamoeksperimentene. I tillegg bør eksperimentene tillate detaljert innsikt i smeltet metall for å utvikle nye flytende metallbatterier for energilagring eller for å undersøke sikkerheten til flytende metallkjølte kjernefysiske reaktorer i neste generasjon. Byggingen av forskningsanlegget skal være ferdig i 2022. Det totale budsjettet for prosjektet er 25 millioner euro. Lederforskeren er Frank Stefani .

Personalet og budsjettet

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf sysselsetter rundt 1100 personer, inkludert 500 forskere, inkludert 150 doktorgradsstudenter. Den grunnleggende finansieringen blir gitt 90 prosent av den føderale regjeringen og 10 prosent av den fristaten Sachsen. Det totale budsjettet i 2016 var på EUR 131 millioner inkludert investeringer, hvorav EUR 21 millioner hvorav tredjepartsfinansiering.

Teknologioverføring

Overføring av kunnskap og forskningsresultater i samfunn og økonomi realiseres i HZDR gjennom kontraktsforskning, lisensiering og felles bruk av enhetene og systemene med samarbeidspartnere. Selskapet HZDR Innovation GmbH , som ble grunnlagt i 2011, bruker infrastruktur og kompetanse på HZDR for produksjon og tjenester innen ion implantasjon . Med denne teknikken introduseres fremmede atomer i materialoverflater. Gjennom denne såkalte dopingen kan oppførselen til halvledermaterialer endres på en målrettet måte. Det brukes også til å skape skreddersydde overflateegenskaper som oksidasjonsmotstanden til lette konstruksjonsmaterialer for luftfarts-, bil- og energibransjen eller for å forbedre biokompatibiliteten til medisinske implantater.

Andre avledninger av HZDR er for eksempel Biconex GmbH , som tilbyr en miljøvennlig beleggprosess for raffinering av plastoverflater, i3 Membrane GmbH , som utvikler membraner for medisinske og tekniske applikasjoner, og Saxray GmbH , som gir røntgenanalyser for alle slags materialer.

Fremme av ungt talent

HZDR sysselsetter rundt 150 doktorgradsstudenter som doktorgrader i samarbeid med universiteter, spesielt TU Dresden . Fire junior forskergrupper ved HZDR (i mai 2017) forsker på følgende emner:

• Laserelektronakselerasjon
• Laser ion akselerasjon
• Mikroorganismer i saltberget til kjernefysiske lagre
• Målingsteknologi i flytende metaller

Tre andre juniorforskningsgrupper mottar spesiell finansiering som Helmholtz juniorforskningsgrupper:

• Dynamic Warm Dense Matter Research med HIBEF
• Enheter for sentrifugeringsmoment for informasjonskommunikasjonsteknologi
• Strukturer og reaksjoner ved vann / mineralgrensesnittet

Det er også en DFG- finansiert junior forskergruppe i Emmy Noether-programmet :

• Spinnbølger som en bro mellom spintronikk og fotonikk

HZDR driver fortsatt Helmholtz College NANONET, et strukturert doktorgradsprogram i molekylær elektronikk, og organiserer et internasjonalt sommerstudentprogram.

For drift av forskningsanleggene, laboratoriene og administrasjonen trener HZDR kontinuerlig rundt 40 unge mennesker i 13 forskjellige yrker. For elever fra femte klasse og utover tilbyr DeltaX skolelaboratorium eksperimentdager og høytidskurs. Regelmessige lærerkurs supplerer disse tilbudene.

For allmennheten arrangerer HZDR en åpen laboratoriedag annethvert år og deltar i Long Night of Science ved alle forskningsinstitusjoner i Dresden hver sommer . HZDR er også representert på Science Nights i Freiberg og Leipzig.

Institutter for HZDR

Den vitenskapelige inndelingen av HZDR er delt inn i åtte institutter og to sentrale avdelinger:

• Institutt for Ion Beam Physics and Materials Research
• Institute for High Field Magnetic Laboratory Dresden
• Institutt for væskedynamikk
• Institutt for strålingsfysikk
• Institutt for radiofarmasøytisk kreftforskning
• Institute for Radiation Oncology - OncoRay
• Institutt for ressursøkologi
• Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology , sammen med TU Bergakademie Freiberg

To sentrale avdelinger støtter forskningsoperasjonen til alle institutter:

• Central Research Technology Department, for utvikling og bygging av forskningsanlegg og eksperimenter
• Sentral informasjonstjenester og databehandling for IT-infrastrukturen til alle HZDR-lokasjoner

Samarbeid

HZDR er forpliktet til nasjonalt og internasjonalt nettverk av sine forskningsområder. Sammen med TU Dresden og andre Dresden forskningsinstitusjoner er det medlem av DRESDEN-konseptet vitenskapelig forening .

Internasjonalt samarbeid:

• European Synchrotron ESFR
• Europeisk XFEL
• WHELMI Laboratory (Weizmann-Helmholtz Laboratory for Laser Matter Interaction)
• LEAPS-initiativ (League of European Accelerator-baserte fotonkilder)
• CALIPSOplus
• ERF AISBL (Association of European-level Research Infrastructure Facilities)
• Ekstrem lysinfrastruktur
• EMFL (European Magnetic Field Laboratory)
• EIT RawMaterials
• INFACT (innovative, ikke-invasive og fullt akseptable leteteknologier)
• Ions4SET

Regionalt og nasjonalt samarbeid:

• DRESDEN-konsept
• TU Dresden
• Freiberg Mining Academy og Technical University
• Chemnitz University of Technology
• Tysk arbeidsgruppe for depotforskning
• Strålingsforskning på kompetansenettverk
• Kompetanse nettverk øst for atomteknologi

Liste over forskere som jobber i Rossendorf

• Wolf Häfele var vitenskapelig direktør for Rossendorf Research Center fra 1992 til 1996.
• Frank Pobell var vitenskapelig direktør og talsmann for styret ved Forschungszentrum Rossendorf fra 1996 til 2003, og fra 2002 til 2004 hadde han ansvaret for å opprette høyfeltmagnetlaboratoriet i Dresden.
• Bernd Johannsen var vitenskapelig direktør for Rossendorf Research Center fra 2003 til 2006.
• Roland Sauerbrey var vitenskapelig direktør for Helmholtz Center Dresden-Rossendorf fra 2006 til slutten av mars 2020.
• Heinz Barwich , tysk kjernefysiker, første direktør for ZfK Rossendorf.
• Helmuth Faulstich , tysk elektroingeniør og elektronikktekniker, fungerende direktør fra 1961, fra 1965 til 1970 direktør for ZfK Rossendorf.
• Günter Flach , tysk fysiker, direktør for ZfK Rossendorf fra 1970 til 1990.
• Klaus Fuchs , tysk-britisk kjernefysiker, nestleder for ZfK Rossendorf fra 1959 til 1974.
• Josef Schintlmeister , østerriksk kjernefysiker, direktør ved ZfK Rossendorf. Fra 1956 til 1971 leder for kjernefysikkavdelingen ved ZfK Rossendorf.
• Kurt Schwabe , tysk kjemiker, direktør ved ZfK Rossendorf. Fra 1959 til 1969 sjef for avdeling for radiokjemi ved ZfK Rossendorf.
• Rudolf Münze , tysk kjemiker, fra 1969 sjef for avdelingen for radiokjemi ved ZfK Rossendorf, som på 1970-tallet ble omdøpt til divisjonen kjernekjemi og på 1980-tallet til den radioaktive isotopdivisjonen .
• Klaus Hennig
• Frank-Peter Weiss
• Siegfried Niese

Steder

HZDR har hovedkontor i Dresden og driver også Freiberg Helmholtz Institute for Resource Technology i Sachsen sammen med TU Bergakademie Freiberg og et forskningssenter for radiofarmasøytisk og georadiokjemisk forskning i Leipzig.

I Hamburg bygger HZDR for tiden Helmholtz International Beamline for Extreme Fields (HIBEF) ved den europeiske røntgenlaser European XFEL sammen med den tyske elektronsynkrotronen . I tillegg driver HZDR et bjelkerør med en radiokjemisk målestasjon ved den europeiske synkrotronstrålingskilden ESRF i Grenoble (Frankrike).

• 

  Mottaks- og administrasjonsbygning av HZDR i Rossendorf

• 

  Rossendorf - Forskningssenter - Sett forfra - Utsikt fra bussholdeplassen i Dresden

Historien om forskningsstedet Rossendorf

I 1956 ble Central Institute for Nuclear Physics grunnlagt i Rossendorf, som ble innlemmet i DDR Academy of Sciences litt senere som Central Institute for Nuclear Research (ZfK) . Den tysk-britiske kjernefysikeren Klaus Fuchs, som var involvert i Manhattan-prosjektet , var visedirektør for ZfK frem til 1974. Etter gjenforeningen , den Rossendorf Research Center ble (FZR) re- etablert i regi av Wolf Häfele og skiftet forskningsfokus til biovitenskap og materialforskning. I 2006 ble navnet endret til Forschungszentrum Dresden-Rossendorf for å understreke forbindelsen ved navn til forskningsstedet Dresden.

I 2011 endret forskningssenteret seg fra Gottfried Wilhelm Leibniz Scientific Community til Helmholtz Association of German Research Centers . Siden da har det blitt kalt Helmholtz Center Dresden-Rossendorf .

Ulike forskningsreaktorer var i drift ved det tidligere Central Institute for Nuclear Research (ZfK) til DDR i Rossendorf . De ble operert på det nåværende stedet for forskningsstedet og gradvis avviklet etter 1989. For avvikling og demontering, den nyopprettede VKTA - Strålingsbeskyttelse, Analytics & Avhending e. V. (VKTA) bestilt av Free State of Saxony.

Den Rossendorfer forsøksreaktor (RFR) hadde en nominell effekt på 10 megawatt og var i drift, 1957-1991. Denne forskningsreaktoren ble hovedsakelig brukt som en nøytronkilde for produksjon av radioisotoper, for doping av silisium, for aktiviseringsanalyser og for materialforskning.

Den Rossendorfer ordning for kritiske eksperimenter (RAKE) hadde bare en lav produksjon på 10 watt og var i drift, 1969-1991. Den ble brukt til reaktorfysikkeksperimenter og trening. Dette reaktoranlegget ble fullstendig demontert i 1998.

Den Rossendorfer ring sone reaktor (RRR) var den første reaktor som ble utviklet uavhengig i DDR. Den ble drevet som forskningsreaktor mellom 1962 og 1991 og hadde en effekt på 1000 watt. Reaktoren ble brukt i grunnleggende forskning om reaktorfysikk.

Med Rossendorf Club Evenings (ROK) og Rossendorf-utstillinger av verk av billedkunstnere ble Central Institute for Nuclear Research Rossendorf kjent i Dresden og utover rundt 1969. Det var møter med forfattere, visuelle og utøvende kunstnere, musikere, kunsthistorikere og historikere med naturforskere, en utveksling av erfaringer fra mennesker med veldig forskjellige livssyn til gjensidig nytte. Det kulturelle klimaet i Rossendorf ble oppfattet som gunstig fordi det var klart forskjellig fra den offisielt foreskrevne kunst- og kulturindustrien i DDR. Det var vanlig å kjøpe verk fra utstillinger. Til slutt eide Central Institute for Nuclear Research Rossendorf den nest største kunstsamlingen av alle vitenskapelige institutter i DDR med mer enn 240 verk. Denne kunstskatten ble overtatt i 1992 av Art Fund of the Free State of Saxony, som har vært en del av Dresden State Art Collections siden 2004 .

weblenker

• Helmholtz Center Dresden-Rossendorf
• TOPFLOW nettside
• Film om bygging og innvielse av den første DDR-kjerneforskningsreaktoren Rossendorf
• Film The East - Discover Where You Live. Mysterium, makt og fremtid - oppdagelser i Rossendorf av Galina Breitkreuz . Sendt 17. november 2020 av MDR . Den sentrale karakteren i filmen er fysikeren Dr. Wolfgang Seidel (* 1948), som har jobbet i Rossendorf i 50 år. Filmen er også viet til de tre fremragende forskerne Heinz Barwich , Klaus Fuchs og Kurt Schwabe . Inneholder nylig informasjon om observasjonen av den første regissøren Heinz Barwich av Stasi .

Individuelle bevis