Centrul Helmholtz Dresda-Rossendorf

Centrul HZDR Helmholtz Dresda-Rossendorf
siglă
Categorie:	Facilitate mare de cercetare
Constă:	Data înființării: 1992
Calitate de membru:	Asociația Helmholtz
Locația facilității:	Dresda
Finanțare de bază:	Buget: aproximativ 132 milioane de euro (2018)
Management:	Sebastian M. Schmidt (academic) Diana Stiller (comercial)
Angajat:	aprox.1200 (2018)
Pagina principala:	hzdr.de

51.063611111111 13.949722222222Coordonate: 51 ° 3 ′ 49 "  N , 13 ° 56 ′ 59"  E

Centrul Helmholtz Dresda-Rossendorf​

Germania

Helmholtz-Zentrum Dresden-ROSSENDORF ( HZDR ) este un centru de cercetare științifică în Dresda districtul Rossendorf și a fost membru al Asociației Helmholtz a centrelor de cercetare din Germania începând cu o ianuarie 2011 . La HZDR, cercetările sunt efectuate în trei din cele șase domenii de cercetare ale Asociației Helmholtz: energie, sănătate și materie. HZDR a fost fondat ca Centrul de Cercetare Rossendorf în 1992. HZDR are o suprafață totală de 186 hectare. Se află la sediul Institutului Central pentru Fizică Nucleară (mai târziu: Institutul Central pentru Cercetări Nucleare) din Dresda-Rossendorf, fondat în 1956.

cercetare

HZDR efectuează cercetări de bază și orientate spre aplicații în domeniile energiei, sănătății și materiei.

Energia zonei de cercetare

Oamenii de știință de la HZDR caută soluții economice și ecologice pentru aprovizionarea cu energie a viitorului. Veți lucra la noi tehnologii pentru explorarea, extracția, utilizarea și reciclarea metalelor și materiilor prime minerale de importanță strategică. Acestea includ, de exemplu, procese de explorare precise pentru minerit sau procese biotehnologice pentru extracția și reciclarea metalelor.

Cercetătorii se ocupă, de asemenea, de procesele consumatoare de energie din industrie, precum turnarea oțelului sau procesele din industria chimică, pentru a le face mai eficiente. Cercetarea se concentrează, de asemenea, pe funcționarea în siguranță a reactoarelor nucleare și comportamentul de transport al radionuclizilor radiotoxici cu durată lungă de viață în posibile depozite nucleare .

Sanatatea zonei de cercetare

HZDR își propune să facă progrese în depistarea precoce, diagnosticarea și terapia cancerului. Funcționează îndeaproape cu parteneri din medicina universitară. Cercetarea cancerului la HZDR tratează mai multe subiecte: medicamente radioactive pentru diagnosticul și terapia cancerului, dezvoltarea imunoterapiei cancerului , metode imagistice în oncologie și accelerarea particulelor cu noi tehnologii laser pentru radioterapie cu protoni. Odată cu Centrul pentru Cercetarea Tumorilor Radiofarmaceutice , Institutul pentru Cercetarea Radiofarmaceutică a Cancerului va avea propria clădire de cercetare la sediul principal din Dresda, care urmează să fie finalizată în 2017. La centrul de cercetare din Leipzig, cercetătorii HZDR lucrează, de asemenea, la depistarea precoce a defectelor cognitive legate de cancer cu ajutorul sondelor moleculare.

Oamenii de știință de la Institutul de oncologie radiațională HZDR de la Centrul de cercetare a radiațiilor în oncologie - OncoRay, efectuează cercetări în incinta spitalului universitar din Dresda . Printre altele, acolo se dezvoltă monitorizarea în timp real a terapiei cu protoni . Din 2015, pacienții au fost tratați cu această nouă metodă de radiații la Universitatea Proton Terapie Dresda (UPTD). Centrul OncoRay este susținut de Spitalul Universitar din Dresda , Facultatea de Medicină din TU Dresda și HZDR. Împreună cu Institutul Heidelberg pentru Oncologie Radiologică, formează „Centrul Național de Cercetare Radiologică în Oncologie”. Împreună cu Centrul German de Cercetare a Cancerului, cele trei instituții de sprijin OncoRay construiesc locația partenerului Dresda a Centrului Național pentru Boli Tumorale (NCT) . Instituțiile din Dresda sunt, de asemenea, parteneri în Consorțiul german pentru cercetarea translațională a cancerului.

Domeniul cercetării

La HZDR se creează condiții extreme pentru a investiga comportamentul materialelor în circumstanțe extraordinare. Rezultatele acestei cercetări oferă informații importante pentru îmbunătățirea materialelor sau dezvoltarea de noi complet. Dispozitivele științifice mari ajută la crearea unor condiții extreme, cum ar fi câmpuri magnetice foarte puternice, în special la temperaturi scăzute sau bombardate cu radiații laser sau particule.

La HZDR, de exemplu, oamenii de știință cercetează noi tipuri de supraconductori și materiale semiconductoare care permit generarea și transmiterea energiei deosebit de eficiente sau care ar putea produce o nouă generație de medii de stocare a datelor. De asemenea, dezvoltă senzori foarte sensibili pentru aplicații în medicină și tehnologie. Noile tehnologii de accelerare a particulelor ar trebui, de asemenea, să facă cercetarea proprietăților fundamentale ale întregii materii și ale universului mai eficiente și mai rentabile. În acest scop, noi metode sunt testate cu lasere moderne de mare putere, printre altele, pentru a accelera particulele la cele mai mari energii.

Facilități de cercetare

În plus față de oamenii de știință HZDR, cercetătorii din alte instituții folosesc și timpii de măsurare a marilor facilități de cercetare Rossendorf pentru proiectele lor, inclusiv universități, centre partenere din Asociația Helmholtz și oaspeți internaționali.

ELBE

ELBE este un centru pentru surse de radiații de mare putere și cea mai mare instalație de cercetare de la HZDR. Acesta poartă numele acceleratorului de electroni ELBE.

Accelerator de electroni

SAME înseamnă un El ektronenbeschleuniger high B rillanz și low E mittanz. Este componenta de bază pentru întregul sistem. Este un accelerator liniar cu, printre altele, rezonatoare de cavitate supraconductoare de tip TESLA .

Două lasere cu electroni liberi (FEL) pentru infraroșu mediu și îndepărtat (lungimi de undă 5–40 µm și 18–250 µm) sunt conectate în instalație (FEL un ELBE, FELBE pe scurt ). Fasciculul de electroni ELBE poate fi, de asemenea, convertit în diferite tipuri de fascicule secundare. Acestea includ bremsstrahlung , radiații terahertz , raze X cu strălucire ridicată, pozitroni, neutroni și electroni.

DRACO

Laserul de mare putere DRACO , un laser din titan: safir , atinge o putere de 1 PW folosind amplificarea impulsului chirped (începând din mai 2017) și este utilizat pentru a accelera protoni și electroni la energii mari folosind accelerația laser-plasmă.

PEnELOPE

Cu PEnELOPE , se instalează un alt sistem laser cu energii petawatt. Este o sursă laser cu impulsuri spa în gama petawatt pompată cu ajutorul laserelor cu diode . În special, ar trebui să permită accelerarea cu laser a protonilor pentru aplicații medicale. Scopul final este de a înlocui acceleratoarele mari de particule necesare astăzi pentru terapia cu cancer cu fascicul de protoni cu sisteme semnificativ mai compacte.

Laborator magnetic cu câmp înalt Dresda

Dresden Laboratorul Magnet de câmp este chiar lângă Elbei , astfel încât experimentele combinate pot fi efectuate. Aici sunt generate câmpuri magnetice pulsate deosebit de puternice. Câmpurile magnetice de până la 100 Tesla vor fi disponibile aici pentru cercetarea materialelor.

Bobinele, dezvoltate și la fața locului, pot genera câmpuri de 95 Tesla pentru fracțiuni de secundă (începând din mai 2017). Bobinele sunt răcite la aproximativ -200 ° C cu azot lichid și un curent de zeci de mii de amperi curge prin ele pentru o perioadă scurtă de timp . Pentru aceasta se folosește un banc de condensatori (imagine). La laboratorul magnetic cu câmp înalt din Dresda, sunt examinate, de asemenea, proprietățile mecanice cuantice fundamentale ale magnetismului și sunt dezvoltate noi componente, cum ar fi supraconductorii la temperatură înaltă .

HIBEF

Linia de linie internațională Helmholtz pentru câmpuri extreme (HIBEF) este în prezent înființată de HZDR împreună cu sincronul electronic de electroni din cadrul European XFEL din Hamburg. Aici, magneții dezvoltați în laboratorul cu magnet cu câmp înalt sunt folosiți împreună cu blițurile imagistice de lumină din XFEL european pentru a putea investiga comportamentul materiei sub influența câmpurilor magnetice foarte mari cu o precizie fără precedent. Împreună cu posibilitatea de a genera temperaturi și presiuni excepțional de ridicate, aceasta creează o stație de măsurare unică pentru cercetarea materiei în condiții extreme.

Centrul fasciculului de ioni

Centrul fasciculului de ioni oferă posibilitatea de a viza eșantioane cu atomi încărcați de diferite elemente chimice ușoare și grele. Diferite sisteme pot accelera proiectilele către diferite energii, prin care efectul lor asupra eșantionului poate fi controlat. În funcție de element și energie, aceste fascicule de ioni sunt potrivite pentru examinarea sau schimbarea specifică a probelor. Aceste sisteme sunt utilizate mai ales pentru dezvoltarea celor mai mici componente electronice, sisteme semiconductoare stratificate, cum ar fi celulele solare sau materiale optice, cum ar fi suprafețele transparente, dar conductoare ale ecranelor moderne.

ROBL

Rossendorf Beamline ROBL la sursa de radiație sincrotron europeană ESRF la Grenoble (Franța) permite cercetarea radiochemică prin extrem de strălucitoare de radiații.

Tomografie cu emisie de pozitroni

În centrul PET , care este operat de HZDR împreună cu Centrul Medical al Universității din Dresda și Universitatea de Tehnologie din Dresda , sunt dezvoltate și cercetate metode imagistice pentru diagnostic și noi abordări terapeutice pentru terapia cancerului. HZDR, Uniklinikum și TU Dresda operează, de asemenea, în comun „Centrul Național de Cercetare a Radiațiilor în Oncologie - OncoRay”.

TOPFLOW

Instalația de testare termohidraulică TOPFLOW (Transient Two Phase Flow Test Facility) permite investigarea fenomenelor complexe de curgere în condiții realiste, deoarece acestea apar în reactoarele nucleare, precum și în ingineria chimică și de proces.

DRESDYN

Cu DRESDYN ( instalația de sodiu din Dresda pentru cercetare dinamo și termohidraulică ) se creează o platformă europeană pentru experimente dinamo și studii termohidraulice cu sodiu lichid. Scopul este de a construi prima dinamă de precesiune din lume, cu care, de exemplu, crearea câmpului magnetic al Pământului poate fi simulată mult mai realist decât în ​​experimentele anterioare cu dinam din elice. În plus, experimentele ar trebui să permită informații detaliate despre metalul topit pentru a dezvolta noi baterii metalice lichide pentru stocarea energiei sau pentru a cerceta siguranța reactoarelor nucleare răcite cu metal lichid din generația următoare. Construcția facilității de cercetare ar trebui finalizată în 2022. Bugetul total al proiectului este de 25 de milioane de euro. Cercetătorul principal este Frank Stefani .

Personal și buget

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf are aproximativ 1.100 de angajați, inclusiv 500 de oameni de știință, inclusiv 150 de doctoranzi. Finanțarea de bază este asigurată cu 90% de guvernul federal și 10% de către statul liber al Saxoniei. Bugetul total în 2016 a fost de aproximativ 131 milioane EUR, inclusiv investiții, din care aproximativ 21 milioane EUR au fost finanțate de terți.

Transfer de tehnologie

Transferul de cunoștințe și rezultatele cercetării în societate și economie se realizează la HZDR prin cercetare contractuală, licențiere și utilizarea în comun a dispozitivelor și sistemelor cu partenerii de cooperare. Compania HZDR Innovation GmbH , fondată în 2011, folosește infrastructură și expertiză la HZDR pentru producție și servicii în domeniul implantării ionilor . Cu această tehnică, atomii străini sunt introduși în suprafețele materiale. Prin intermediul așa-numitului dopaj, comportamentul materialelor semiconductoare poate fi schimbat într-o manieră țintită. Este, de asemenea, utilizat pentru a crea proprietăți de suprafață personalizate, cum ar fi rezistența la oxidare a materialelor ușoare pentru industria aerospațială, auto și a energiei electrice sau pentru a îmbunătăți biocompatibilitatea implanturilor medicale.

Alte produse derivate de la HZDR sunt, de exemplu, Biconex GmbH , care oferă un proces de acoperire ecologic pentru rafinarea suprafețelor din plastic, i3 Membrane GmbH , care dezvoltă membrane pentru aplicații medicale și tehnice, și Saxray GmbH , care furnizează X- analize de raze pentru tot felul de materiale.

Promovarea talentelor tinere

HZDR are aproximativ 150 de doctoranzi care își fac doctoratul în cooperare cu universități, în special TU Dresda . Patru grupuri de cercetare junior de la HZDR (începând din mai 2017) efectuează cercetări pe următoarele subiecte:

• Accelerarea cu laser a electronilor
• Accelerarea ionilor laser
• Microorganisme din roca sărată a depozitelor nucleare
• Tehnologia de măsurare a metalelor lichide

Alte trei grupuri de cercetare junior primesc finanțare specială ca grupuri de cercetare junior Helmholtz:

• Cercetare dinamică a materiei calde și dense cu HIBEF
• Dispozitive cu cuplu rotativ pentru tehnologia informației și comunicațiilor
• Structuri și reacții la interfața apă / mineral

Există, de asemenea, un grup de cercetare junior finanțat de DFG în programul Emmy Noether :

• Undele de rotire ca o punte între spintronică și fotonică

HZDR continuă să funcționeze Colegiul Helmholtz NANONET, un program de doctorat structurat în electronică moleculară și organizează un program internațional pentru studenți de vară.

Pentru funcționarea facilităților de cercetare, a laboratoarelor și a administrației, HZDR pregătește în mod constant aproximativ 40 de tineri din 13 profesii diferite. Pentru elevii din clasa a V-a, laboratorul școlar DeltaX oferă zile de experiment și cursuri de vacanță. Cursurile regulate de formare a profesorilor completează aceste oferte.

Pentru publicul larg, HZDR organizează o zi de laborator deschisă la fiecare doi ani și participă la Noaptea Lungă a Științei la toate instituțiile de cercetare din Dresda în fiecare vară . HZDR este, de asemenea, reprezentat la Science Nights din Freiberg și Leipzig.

Institutele HZDR

Divizia științifică a HZDR este împărțită în opt institute și două departamente centrale:

• Institutul pentru Cercetarea Fizicii și Materialelor Ion Beam
• Institute for High Field Magnetic Laboratory Dresda
• Institutul pentru dinamica fluidelor
• Institutul de Fizică a Radiațiilor
• Institutul pentru Cercetarea Radiofarmaceutică a Cancerului
• Institutul de Oncologie a Radiațiilor - OncoRay
• Institutul pentru Ecologia Resurselor
• Institutul Helmholtz Freiberg pentru tehnologia resurselor , împreună cu TU Bergakademie Freiberg

Două departamente centrale susțin operațiunile de cercetare ale tuturor institutelor:

• Departamentul central de tehnologie de cercetare, pentru dezvoltarea și construcția de facilități de cercetare și experimente
• Serviciul central de informații și departamentul de calcul pentru infrastructura IT a tuturor locațiilor HZDR

Cooperări

HZDR este angajat în crearea de rețele naționale și internaționale în domeniile sale de cercetare. Împreună cu TU Dresda și alte instituții de cercetare din Dresda, este membru al asociației științifice DRESDEN-concept .

Cooperare internationala:

• Sincrotron european ESFR
• European XFEL
• Laboratorul WHELMI (Laboratorul Weizmann-Helmholtz pentru interacțiunea cu materia laser)
• Inițiativa LEAPS (League of European Accelerator-based Photon Sources)
• CALIPSOplus
• ERF AISBL (Asociația infrastructurilor de cercetare la nivel european)
• Infrastructură ușoară extremă
• EMFL (Laboratorul European al Câmpului Magnetic)
• EIT RawMaterials
• INFACT (Tehnologii de explorare inovatoare, neinvazive și complet acceptabile)
• Ions4SET

Cooperare regională și națională:

• DRESDEN-concept
• TU Dresda
• Academia minieră Freiberg și Universitatea tehnică
• Universitatea de Tehnologie din Chemnitz
• Grup de lucru german pentru cercetarea depozitelor
• Cercetare de radiații de rețea de competență
• Rețea de competență est pentru tehnologia nucleară

Lista cercetătorilor care lucrează în Rossendorf

• Wolf Häfele a fost director științific al Centrului de Cercetare Rossendorf din 1992 până în 1996.
• Frank Pobell a fost director științific și purtător de cuvânt al consiliului de administrație al Forschungszentrum Rossendorf din 1996 până în 2003, iar din 2002 până în 2004 a fost responsabil de înființarea laboratorului cu magnet cu câmp înalt din Dresda.
• Bernd Johannsen a fost director științific al Centrului de Cercetare Rossendorf în perioada 2003-2006.
• Roland Sauerbrey a fost director științific al Helmholtz Center Dresden-Rossendorf din 2006 până la sfârșitul lunii martie 2020.
• Heinz Barwich , fizician nuclear german, primul director al ZfK Rossendorf.
• Helmuth Faulstich , inginer electric electric și tehnician electronic, director interimar din 1961, din 1965 până în 1970 director al ZfK Rossendorf.
• Günter Flach , fizician german, director al ZfK Rossendorf din 1970 până în 1990.
• Klaus Fuchs , fizician nuclear germano-britanic, director adjunct al ZfK Rossendorf din 1959 până în 1974.
• Josef Schintlmeister , fizician nuclear austriac, director la ZfK Rossendorf. Din 1956 până în 1971 șef al diviziei de fizică nucleară de la ZfK Rossendorf.
• Kurt Schwabe , chimist german, director la ZfK Rossendorf. Din 1959 până în 1969 șef al diviziei de radiochimie de la ZfK Rossendorf.
• Rudolf Münze , chimist german, șef al diviziei de Radiochimie de la ZfK Rossendorf din 1969 , care a fost redenumit în anii 1970 la divizia de Chimie Nucleară și în anii 1980 la divizia de Izotopi Radioactivi .
• Klaus Hennig
• Frank-Peter Weiss
• Siegfried Niese

Locații

HZDR are sediul în Dresda și operează, de asemenea, Institutul Helmholtz Freiberg pentru tehnologia resurselor din Saxonia, împreună cu TU Bergakademie Freiberg și un centru de cercetare pentru cercetare radiofarmaceutică și georadiochimică din Leipzig.

În Hamburg, HZDR construiește în prezent linia de fascicul internațional Helmholtz pentru câmpuri extreme (HIBEF) la laserul european cu raze X European XFEL împreună cu sincronul electronic de electroni . În plus, HZDR operează o țeavă de fascicul cu o stație de măsurare radiochimică la sursa de radiație sincrotron europeană ESRF din Grenoble (Franța).

• 

  Recepția și clădirea administrativă a HZDR din Rossendorf

• 

  Rossendorf - Centrul de cercetare - Vedere din față - Vedere din stația de autobuz din Dresda

Istoria locației de cercetare Rossendorf

În 1956 a fost fondat la Rossendorf Institutul Central pentru Fizică Nucleară , care a fost încorporat în Academia de Științe a RDG puțin mai târziu ca Institutul Central pentru Cercetări Nucleare (ZfK) . Fizician nuclear german-britanic Klaus Fuchs , care a fost implicat în proiectul Manhattan a fost director adjunct al ZFK pana in 1974. După reunificare , Centrul de Cercetare Rossendorf (FZR) a fost re stabilită sub conducerea lui Wolf Häfele și mutat accentul de cercetare pentru științele vieții și materiale de cercetare. În 2006, denumirea a fost schimbată în Forschungszentrum Dresden-Rossendorf pentru a sublinia legătura pe nume cu locația de cercetare Dresden.

În 2011, centrul de cercetare s-a schimbat din Comunitatea Științifică Gottfried Wilhelm Leibniz în Asociația Centrelor de Cercetare Germane Helmholtz . De atunci a fost numit Helmholtz Center Dresden-Rossendorf .

Diferite reactoare de cercetare erau în funcțiune în Rossendorf la fostul Institut Central pentru Cercetări Nucleare (ZfK) din RDG . Au fost operate pe site-ul actual al site-ului de cercetare și dezafectate treptat după 1989. Pentru dezafectare și demontare, nou-înființatul VKTA - Protecție împotriva radiațiilor, analiză și eliminare e. V. (VKTA) comandat de statul liber al Saxoniei.

Rossendorfer reactorului de cercetare (RFR) a avut o putere nominală de 10 MW și a fost în funcțiune 1957-1991. Acest reactor de cercetare a fost utilizat în principal ca sursă de neutroni pentru producerea de radioizotopi, pentru doparea siliciului, pentru analize de activare și pentru cercetarea materialelor.

Aranjamentul Rossendorfer pentru experimente critice (RAKE) au avut doar o putere redusă de 10 wați și a fost în funcțiune 1969-1991. A fost folosit pentru experimentele și instruirea fizicii reactoarelor. Această centrală de reactoare a fost complet demontată până în 1998.

Rossendorfer Ring Zona reactorului (RRR) a fost primul reactor care a fost dezvoltat în mod independent , în RDG. A fost utilizat ca reactor de cercetare între 1962 și 1991 și a avut o putere de 1000 de wați. Reactorul a fost utilizat în cercetările de bază despre fizica reactorului.

Cu serile de club Rossendorf (ROK) și expozițiile Rossendorf de lucrări ale artiștilor vizuali, Institutul Central pentru Cercetări Nucleare Rossendorf a devenit cunoscut în Dresda și dincolo de 1969. Au avut loc întâlniri de scriitori, artiști vizuali și performanți, muzicieni, istorici de artă și istorici cu oamenii de știință din natură, un schimb de experiențe între oameni cu puncte de vedere foarte diferite ale vieții în beneficiul reciproc. Clima culturală din Rossendorf a fost percepută ca benefică deoarece era clar diferită de industria de artă și cultură prescrisă oficial în RDG. Se obișnuia să cumpere lucrări din expoziții. În cele din urmă, Institutul Central pentru Cercetări Nucleare Rossendorf deținea a doua cea mai mare colecție de artă din toate institutele științifice din RDG cu peste 240 de lucrări. Această comoară de artă a fost preluată în 1992 de Fondul de artă al statului liber Saxonia, care face parte din colecțiile de artă de stat din Dresda din 2004 .

Link-uri web

• Centrul Helmholtz Dresda-Rossendorf
• Site-ul TOPFLOW
• Film despre construcția și inaugurarea primului reactor nuclear de cercetare din RDG Rossendorf
• Filmează Estul - Descoperă unde locuiești. Mister, putere și viitor - descoperiri în Rossendorf de Galina Breitkreuz . Trimis pe 17 noiembrie 2020 de MDR . Personajul central al filmului este fizicianul Dr. Wolfgang Seidel (* 1948), care lucrează în Rossendorf de 50 de ani. Filmul este, de asemenea, dedicat celor trei cercetători remarcabili Heinz Barwich , Klaus Fuchs și Kurt Schwabe . Conține câteva informații recente despre observația primului regizor Heinz Barwich de către Stasi .

Dovezi individuale