Гельмгольц-Центр Дрезден-Россендорф
51 ° 03'49 "N 13 ° 56'59" E / 51,06361 ° N 13,94972 ° E
 | ||
|---|---|---|
 |  | |
| учредил: | 1992 | |
| Научный руководитель: | Себастьян М. Шмидт | |
| Административный директор: | Диана Стиллер | |
| персонал: | 1.400 (2020) [1] | |
| бюджет: | ок. 136 миллионов евро (2020) [1] | |
| расположение: | Дрезден , Германия | |
| официальный сайт: | www.hzdr.de | |
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2020 г. ) |
Центр Гельмгольца Дрезден-Россендорф ( HZDR ) — исследовательская лаборатория в Дрездене. Он проводит исследования в трех областях Ассоциации Гельмгольца: материалы, здравоохранение и энергетика. HZDR является членом Ассоциации немецких исследовательских центров имени Гельмгольца .
История
[ редактировать ]HZDR расположен на территории бывшего Центрального института ядерной физики (позже: Центрального института ядерных исследований) в Дрездене-Россендорфе, который был основан в 1956 году и стал крупнейшим институтом ядерных исследований в ГДР. Бывший исследовательский центр в Россендорфе входил в состав Немецкой академии наук . Британский физик немецкого происхождения Клаус Фукс , принимавший участие в Манхэттенском проекте и действовавший в качестве шпиона в пользу Советского Союза , был заместителем директора до 1974 года.
В 1992 году на месте исследований был основан Forschungszentrum Rossendorf. В 2006 году название было изменено на «Forschungszentrum Dresden-Rossendorf», чтобы подчеркнуть связь с исследовательской инфраструктурой города Дрездена. В 2011 году центр стал членом Ассоциации немецких исследовательских центров имени Гельмгольца . [2]
Исследовательские программы
[ редактировать ]
HZDR проводит исследования в секторах материалов, здравоохранения и энергетики в Дрездене, а также в четырех других местах в Германии и одном во Франции. В Гренобле он управляет линией исследований радиохимических в Европейской установке синхротронного излучения ( ESRF ). Три из пяти крупных объектов HZDR доступны международным ученым.
Материалы
Ученые HZDR исследуют структуру и функции новых материалов, чтобы лучше понять, оптимизировать и использовать их для конкретных применений. Сюда входят исследования новых сверхпроводящих и полупроводниковых материалов с использованием сильных магнитных полей или ионных пучков. Они разрабатывают детекторы для применения в медицине и технике, а также продвигают технологии ускорения частиц .
Здоровье
Целью HZDR является достижение прогресса в ранней диагностике и терапии рака . Сотрудничает с партнерами из университетской медицины (Национальный центр радиационных исследований в онкологии OncoRay в Дрездене). Исследования рака HZDR концентрируются на трех основных областях: новые радиоактивные фармацевтические препараты для диагностики и терапии рака, инновационные методы медицинской визуализации, используемые в онкологии, а также ускорение частиц с использованием новых лазерных технологий для радиационной онкологии .
Энергия
Исследователи HZDR ищут экономически и экологически осуществимые энергетические решения. Институт Гельмгольца по ресурсным технологиям во Фрайберге, совместная инициатива HZDR и TU Bergakademie Freiberg , нацелен на новые технологии для разведки, добычи и использования стратегически важных металлов и минералов, например, биотехнологические методы переработки металлов . Ученые также изучают энергоемкие процессы в промышленности, например, литье стали или в химической промышленности. Они исследуют ядерные хранилища и реакторы. И они вносят свой вклад в новые технологии хранения, например, в разработку жидкометаллической батареи.
Исследовательские центры
[ редактировать ]HZDR управляет несколькими исследовательскими центрами:
- ELBE — это Центр источников мощного излучения и крупнейший исследовательский центр HZDR. Он включает в себя сверхпроводящий линейный ускоритель электронов для лучей с высокой яркостью и низким эмиттансом (ELBE) и два ЛСЭ для среднего и дальнего инфракрасного спектра. Кроме того, электронный луч излучает множество других вторичных лучей (квазимонохроматические рентгеновские лучи , поляризованное тормозное излучение , импульсные нейтронные пучки и импульсные моноэнергетические позитроны ). [3]
- Мощный лазерный источник Dresden Laser Acceleration Source (DRACO) , [4] Титано-сапфировый лазер достигает мощности 1 ПВт за счет усиления чирпированного импульса и используется для ускорения протонов и электронов до высоких энергий с использованием ускорения лазерной плазмы. DRACO является частью Центра ELBE по изучению источников мощного излучения HZDR.
- PEnELOPE — еще одна лазерная система с петаваттной энергией. Это короткоимпульсный лазерный источник петаваттного диапазона с накачкой диодными лазерами. В частности, он предназначен для ускорения протонов с помощью лазера в медицинских целях. Конечная цель — заменить крупные ускорители частиц, необходимые сегодня для протонно-лучевой терапии рака, гораздо более компактными установками. [5]
- Дрезденская лаборатория сильных магнитных полей (Hochfeld-Magnetlabor Dresden, HLD) расположена непосредственно рядом с ELBE, чтобы иметь возможность проводить совместные эксперименты. Здесь генерируются особенно сильные импульсные магнитные поля. Для исследования материалов здесь доступны магнитные поля до 100 тесла. Катушки, которые также были разработаны на площадке, могут генерировать поля силой 95 Тесла за доли секунды (по состоянию на май 2017 года). Катушки охлаждаются примерно до -200 °C жидким азотом и через них в течение короткого времени протекает ток в несколько десятков тысяч ампер. Для этой цели используется конденсаторная батарея (рис.). В HLD также исследуются фундаментальные квантово-механические свойства магнетизма и разрабатываются новые компоненты, такие как высокотемпературные сверхпроводники. HLD является пользовательским центром и партнером проекта ЕС «Европейская лаборатория магнитного поля» (EMFL), консорциума, целью которого является объединение и координация существующих европейских лабораторий сильных магнитных полей.
- Международная линия Гельмгольца для экстремальных полей (HIBEF) [6] был создан HZDR совместно с Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) на рентгеновском лазере European XFEL в Гамбурге . HIBEF сочетает в себе рентгеновское излучение европейского XFEL с двумя суперлазерами, мощной магнитной катушкой и платформой для исследований с ячейками алмазного штампа. Таким образом, поведение материи под воздействием исключительно высоких давлений, температур и магнитных полей можно изучать с беспрецедентной точностью. [7]
- Центр ионного пучка (IBC) [8] предлагает возможность избирательной бомбардировки образцов заряженными атомами различных легких и тяжелых химических элементов, поступающих из разных источников. Эти источники плазмы и ионов генерируют ионы всех видов с энергией от 10 эВ до 50 МэВ. Несколько машин могут ускорять снаряды до разных энергий, что позволяет контролировать их воздействие на образец. В зависимости от элемента и энергии эти ионные пучки подходят для исследования или выборочной модификации образцов. Эти машины используются в основном для разработки крошечных электронных компонентов, слоистых полупроводниковых систем, таких как солнечные элементы, или оптических материалов, таких как прозрачные, но проводящие поверхности современных экранов. IBC финансируется ЕС как пользовательский объект.
- ROBL, Rossendorf Beamline на ESRF в Гренобле (Франция), включает в себя две установки для радиохимических экспериментов. [9]
- ПЭТ - центр [10] работает совместно с Техническим университетом Дрездена и Университетской клиникой Дрездена. Исследователи разрабатывают методы визуализации для диагностики рака, а также новые подходы к лечению рака. Вместе эти учреждения также управляют Национальным центром радиационных исследований в онкологии – OncoRay.
- Теплогидравлическая испытательная установка TOPFLOW исследует стационарные и переходные явления в двухфазных потоках и разрабатывает модели, основанные на кодах вычислительной гидродинамики (CFD). [11]
- Установка DREsden Sodium для DYNamo и термогидравлических исследований (DRESDYN) предназначена как для крупномасштабных экспериментов, связанных с гео- и астрофизикой, так и для экспериментов, связанных с термогидравлическими аспектами и аспектами безопасности жидкометаллических батарей и быстрых жидкометаллических реакторов. Его наиболее амбициозные проекты — это однородное гидромагнитное динамо, приводимое исключительно в движение прецессией, и большой эксперимент типа Тейлора-Куэтта для комбинированного исследования магниторотационной неустойчивости и неустойчивости Тайлера. [12]
Отделы
[ редактировать ]В состав HZDR входят восемь институтов: [13]
- Институт ионно-лучевой физики и исследования материалов
- Лаборатория сильных магнитных полей Дрезденского института
- Институт гидродинамики
- Институт радиационной физики
- Институт радиофармацевтических исследований рака
- Институт радиоонкологии — ОнкоРэй
- Институт ресурсной экологии
- Фрайбергский институт ресурсных технологий имени Гельмгольца совместно с TU Bergakademie Freiberg.
Кроме того, существуют исследовательские отделы, которые охватывают конкретные направления исследований как независимые подразделения: CASUS (Центр передового системного понимания) как формирующийся институт и Департамент теоретической физики.
Научно-техническую поддержку всем институтам и научным подразделениям оказывают два центральных управления:
- Центральный отдел исследовательских технологий, занимающийся разработкой и постановкой исследовательских установок и экспериментов.
- Центральный департамент информационных услуг и вычислений для информационной инфраструктуры всех объектов HZDR.
Сотрудничество
[ редактировать ]HZDR связан с другими учреждениями на национальном и международном уровне и организован в различные исследовательские альянсы.
Международное сотрудничество
- Европейская установка синхротронного излучения (ESFR)
- Европейский XFEL
- WHELMI Lab (Лаборатория Вейцмана-Гельмгольца по взаимодействию лазерной материи)
- Инициатива LEAPS (Лига европейских источников фотонов на базе ускорителей) [14]
- ERF AISBL (Ассоциация объектов исследовательской инфраструктуры европейского уровня) [15]
- ELI (Инфраструктура экстремального освещения)
- Европейская лаборатория магнитного поля (EMFL)
- ЭИТ Сырье
- ИНФАКТ (Инновационные, неинвазивные и полностью приемлемые технологии геологоразведки) [16]
- Университет Вроцлава
- ARIEL (Инфраструктура ускорителей и исследовательских реакторов для образования и обучения) [17]
- Университет Монаша в Мельбурне
- Lightsources.org, платформа всемирного сообщества источников света. [18]
- RADIATE (Исследования и разработки с использованием ионных пучков – развитие технологий в Европе) [19]
- FineFuture (Оптимизация ресурсов как общая задача) [20]
- Линия Гельмгольца-СЕЗАМЕ (HESEB) [21]
Национальное сотрудничество
- ДРЕЗДЕН-концепция (Дрезденская синергия исследований и образования для развития совершенства и новизны) [22]
- ТУ Дрезден
- ТУ Бергакадемии Фрайберга
- ТУ Хемниц
- Немецкая рабочая группа по исследованию репозиториев / Немецкая рабочая группа по исследованию репозиториев
- Пул компетенций в области радиационных исследований / Ассоциация компетенций радиационных исследований
- Восточный пул компетенций в области ядерных технологий / Восточный пул компетенций в области ядерных технологий
- Университетская клиника Карла Густава Каруса в Дрездене
- OncoRay – Центр радиационных исследований в онкологии
- NCT/UCC – Национальный центр опухолевых заболеваний
- DKTK – Немецкий онкологический консорциум
- РОТОП Фармака ГмбХ
- Университет Ростока
Персонал и исследовательские центры
[ редактировать ]В HZDR работает около 1400 сотрудников, работающих в шести исследовательских центрах. [1] Штаб-квартира находится в Дрездене.
Передача технологий
[ редактировать ]HZDR Innovation GmbH [23] Корпорация предлагает промышленные услуги, используя ноу-хау и инфраструктуру HZDR в области ионной имплантации. Эта технология применяется для легирования поверхностей материалов инородными атомами или для создания дефектов в полупроводниках. Он также используется для создания материалов с целевыми характеристиками, такими как стойкость к окислению, что важно для легких конструкций авиации или автомобилей, или биосовместимость для медицинских имплантатов . Продукты HZDR Innovation, которые уже поступили в продажу, включают датчик сетки и измерительные приборы для анализа многофазных потоков.
Студенты и молодые учёные
[ редактировать ]Здесь работают около 170 докторантов. В HZDR созданы младшие научные группы для продвижения выдающихся молодых ученых, темами которых по состоянию на 2021 год являются: [24]
- Физическая химия биомолекулярных конденсатов
- Пузыри плывут по бурным потокам
- Терагерцовая динамика на поверхностях и интерфейсах
- Искусственный интеллект для будущего фотонной науки
- Расширенное моделирование многофазных потоков
- Нано-безопасность
- БиоКоллект
- Ориентированное на применение лазерное ускорение частиц
Еще одна младшая исследовательская группа получает специальное финансирование от Ассоциации Гельмгольца: [25]
- Сверхбыстрые рентгеновские методы для лабораторной астрофизики
существует младшая исследовательская группа, финансируемая DFG Кроме того, в программе «Эмми Нётер» :
- К гидродинамике пены и пены
Другая группа получает финансирование от Европейского исследовательского совета (ERC):
- ВЕРХУ: ближе к низу периодической таблицы.
HZDR управляет Международной исследовательской школой Гельмгольца по наноэлектронным сетям (NANONET). [26] а также Летняя студенческая программа. [27]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Факты и данные о Центре Гельмгольца Дрезден-Россендорф
- ^ «Пресс-релиз от 22 июня 2009 года: Скреплено подписью — ФЗД переходит в Ассоциацию немецких исследовательских центров имени Гельмгольца (немецкий)» . ХЗДР. 22 мая 2009 г. Архивировано из оригинала 18 июля 2011 г. Проверено 22 мая 2009 г.
- ^ «Источник радиации ЭЛЬБА» . ХЗДР.
- ^ «ДРАКО» . ХЗДР.
- ^ ПЕНЕЛОПА
- ^ Международная линия Гельмгольца для экстремальных полей (HIBEF)
- ^ обнаружено - Журнал HZDR Research, 1/2021: Экстремальные состояния под землей.
- ^ Обзор IBC - Методы и инструменты
- ^ «Линия Россендорфа в ESRF» . ХЗДР.
- ^ «ПЭТ Центр» . ХЗДР.
- ^ «TOPFLOW — испытательная установка для испытания двухфазного потока в переходных процессах» . ХЗДР.
- ^ Стефани, Ф.; Экерт, С.; Гербет, Г.; Гизеке, А.; Гундрам, Т.; Стеглич, К.; Вейер, Т.; Вустманн, Б. (2012). «ДРЕСДИН - Новая установка для МГД-экспериментов с жидким натрием». Магнитогидродинамика . 48 : 103–113. arXiv : 1201.5737 . Бибкод : 2012arXiv1201.5737S . дои : 10.22364/mhd.48.1.12 .
- ^ Институты Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф
- ^ ПРЫЖКИ
- ^ ЭРФ АИСБЛ
- ^ ИНФАКТ
- ^ Инфраструктура ускорителей и исследовательских реакторов для образования и обучения
- ^ Lightsources.org
- ^ ИЗЛУЧАТЬ
- ^ FineFuture
- ^ HESEB - Линия Гельмгольца-СЕЗАМА в режиме мягкого рентгеновского излучения
- ^ ДРЕЗДЕН-концепция
- ^ «ХЗДР Инновация ГмбХ» . ХЗДР Инновация ГмбХ.
- ^ Младшие исследовательские группы HZDR
- ^ Ассоциация Гельмгольца: Группы молодых исследователей Гельмгольца
- ^ «НАНОНЕТ» . ХЗДР.
- ^ «Летняя студенческая программа» . ХЗДР.
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
- Многопрофильные научно-исследовательские институты
- Физические научно-исследовательские институты
- Медицинские научно-исследовательские институты Германии
- Объекты физики элементарных частиц
- Ядерные исследовательские институты
- Медицинские и медицинские организации в Саксонии
- Научные организации, базирующиеся в Восточной Германии