ELBE (Strahlungsquelle)

Die Strahlungsquelle ELBE (Elektronen Linearbeschleuniger für Strahlen hoher Brillanz und niedriger Emittanz) ist ein Großforschungsgerät am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. ELBE wurde 2001 eingeweiht.^[1]

Mit dem Aufbau von neuen Hochleistungs-Lasersystemen im Petawatt-Leistungsbereich, einer schmalbandigen und einer breitbandigen Terahertz-Quelle sowie von Experimenten zur Kopplung von Laserstrahlung mit dem Elektronenstrahl wird ELBE derzeit zu einem Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen ausgebaut.

ELBE - Hauptbeschleuniger

Aufbau

ELBE besteht aus Elektronenquellen und einem mehrteiligen, supraleitenden Elektronenlinearbeschleuniger. Dieser kann einen Strahl von fast 40 MeV und 1,6 mA im Dauerstrich-Betrieb oder in kurzen Pulsen bis zu mehreren hundert Ampere liefern.^[2]

Die Anlage wird zur Erzeugung verschiedener Sekundärstrahlungen verwendet.^[3] Erzeugt werden folgende Strahlungsarten^[4]:

• kohärente Infrarotstrahlung,
• quasimonochromatische Röntgenstrahlung - Channeling,
• Bremsstrahlung,
• gepulste Neutronen und
• gepulste monoenergetische Positronen.

Mit der Strahlführung des Infrarotstrahls zum benachbarten Hochfeld-Magnetlabor sind Experimente mit Hochfeld-Infrarotspektroskopie möglich.

Die Kombination mit dem Hochleistungslaser DRACO (Dresden Laser Acceleration Source) ermöglicht es, die Nachbeschleunigung konventionell erzeugter Elektronenstrahlung und die Erzeugung monochromatischer Röntgenstrahlung durch Photon-Elektron-Stöße zu erforschen.

Forschungsgebiete

Die Strahlungsquelle ELBE ermöglicht unter anderem Experimente und Entwicklungen für die Medizin, Materialwissenschaft, Mikroelektronik und -mechanik, Biologie und Analyse von Umweltproben.

Ein Forschungsschwerpunkt ist die experimentelle und theoretische Untersuchung von Licht-Materie-Wechselwirkung, um neuartige kompakte und brillante Strahlungsquellen zu entwickeln und für deren Anwendung in der Strahlenmedizin zu untersuchen. Ein anderes Forschungsthema ist die Entwicklung einer supraleitenden Hochfrequenz-Photoelektronenquelle. Mit ihr soll eine Verbesserung der Strahleigenschaften von ELBE erreicht werden. Außerdem wird die Strahlungsquelle ELBE zur zerstörungsfreien Materialprüfung mithilfe von Positronenstrahlung (Positronen-Annihilations-Spektroskopie) und zur Erforschung der Transmutation von langlebigen Aktiniden in kurzlebige bzw. stabile Elemente (Photoneutronenquelle nELBE) genutzt.

Nutzung

ELBE kann auch von externen Wissenschaftlern genutzt werden. Der Zugang ist für nicht-kommerzielle Forschung kostenfrei.^[5] Die Vergabe der Messzeit erfolgt auf der Grundlage der Empfehlungen eines international besetzten Gutachterkomitees.

Einzelnachweise