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Prof. Dr. Joachim Wosnitza
Director
Dresden High Magnetic Field Laboratory
j.wosnitzaAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3524

Dr. Sergei Zherlitsyn
Head Magnet Technologies and Research Infrastructure
s.zherlitsynAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2617
Fax: 12617, 3531

Julia Blöcker
Secretary/ Administration
j.bloeckerAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3527
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News

Publication: Physical realization of a quantum spin liquid based on a complex frustration mechanism

C. Balz et al., Nature Physics 12, 942 (2016)


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EMFL News 3/2016

Technologische Ziele

Magnetspule

Höhere Felder und neuartige Designs

Neben dem Nutzerprogramm besteht eine wichtige Aufgabe des Hochfeld-Magnetlabors Dresden in der Weiterentwicklung führender Magnetpulstechnologie. So nimmt das HLD durch sein 100-Tesla-Programm eine bedeutende Stellung auf internationaler Skala  ein. Weltweit wird dieses Unterfangen nur noch in den USA (Los Alamos (100 T am 22.03.2012)) verfolgt. Neben diesem ambitionierten Projekt werden auch neuartige Magnetdesigns entwickelt, die u. a. auf längere Pulszeiten, geringeren Energieeinsatz sowie auf homogenere Feldprofile zielen. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Strahlenphysik entwerfen wir spezielle Pulsgeneratoren und Pulsfeldspulen für kernphysikalische Experimente sowie für die Helmholtz International Beamline for Extreme Fields at the European XFEL (HIBEF). Weiterhin entwickeln und fertigen wir Pulsfeldspulen für externe Kooperationsparter in Forschung und Industrie.

Die Spulen, so auch jene, die uns den Europarekord einbrachte, werden in unserer eigenen Werkstatt gewickelt und produziert.


Im Kampf gegen Krebs150 TW Laser Draco Stefan Regen 2

Ein weiteres unserer Ziele ist die Entwicklung kompakter Pulsstrommodule und gepulster Magnete für die Führung und Energieselektion von Protonenstrahlen, die für medizinische Therapien verwendet werden sollen. In entsprechenden Apparaturen, die derzeit am HZDR entwickelt werden, sollen Protonen mittels Hochleistungslaserbeschuss erzeugt und dann mittels kompakter gepulster Führungsmagnete zum Patienten gelenkt werden. Auf kleiner Längenskala erfordert dies eine wirkungsvolle, kompakte und präzise Protonen-Strahlführung, deren Verwirklichung nur durch den Einsatz gepulster Magnete mit Feldamplituden von einigen 10 T erreicht werden kann. Wir tragen zu diesem Vorhaben durch die Entwicklung besonders effizienter Pulsstromgeneratoren und Pulsmagnete bei.


Metallbearbeitung mit PulsfeldernPulsgenerator im Hochfeld-Magnetlabor Dresden

Die Entwicklung geeigneter pulsförmig betriebener Energieversorgungsanlagen ist ein weiterer Teil des Technologiekonzepts des Hochfeld-Magnetlabors Dresden. Hier haben wir uns zu einem gefragten Partner für wissenschaftlich und kommerziell nutzbare Pulsgeneratoren und Umformspulen entwickelt. In einem aktuellen, vom Land Sachsen und der EU aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung geförderten, Projekt arbeitet das HLD zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) an der technologischen Entwicklung eines industrietauglichen Pulsgenerators für elektromagnetische Umform-, Füge- und Schweißprozesse metallischer Werkstücke.


Die weltweit größte KondensatorbankHochfeld-Magnetlabor Dresden: Kondensatorbank

Um eine Feldstärke von 100 Tesla zu erreichen, wird eine elektromagnetische Energie von 50 MJ und ein Spitzenstrom von 100 kA benötigt. Die modernste und effizienteste Methode, diese Energie zu speichern und pulsartig in die Magnetfeldspule zu übertragen, ist die Verwendung einer Pulsentladungs-Kondensatorbank. Sie lässt sich mit kleinem Strom auf- und dann mit großem Strom vollständig entladen. Mit einem einzigen Knopfdruck kann man die Energie freisetzen, die beim Abbremsen einer Diesellok von 150 km/Stunde auf 0 km/Stunde freiwerden würde, und zwar in dem unglaublich kurzen Zeitraum von wenigen hundert Millisekunden.

Diese weltweit leistungsfähigste Kondensatoranlage ist aus 20 Modulen aufgebaut, die Energien zwischen 0,9 und 2,9 MJ bereitstellen. Sie erlaubt es, Spulen mit bis zu vier koaxialen Sektionen zu speisen, die mit unterschiedlichen Energien und Pulslängen betrieben werden können



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