Publikationsliste ELBE

Einen Eindruck von der Vielschichtigkeit der Forschung an ELBE gewinnt man aus den Listen der Publikationen, die aus Experimenten externer und interner Nutzergruppen an der ELBE-Anlage entstanden sind:

Freie-Elek­tronen­laser (F-ELBE)

In den optischen Laboren steht Freie-Elek­tronen­-Laserstrah­lung im Wellenlängenbereich 4-250 µm zur Verfü­gung (siehe FELBE Seiten für weitere Informa­tionen). Einzigartig ist die Möglich­keit, den Laserstrahl auch in das benachbarte Hochfeld­magnetlabor zu leiten und dort ­magnetooptische Experimente durchzuführen.
Foto: Prototyp-Anlage TELBE mit zwei parallel betriebenen Terahertz-Quellen: ein Diffraktionsstrahler (rechts) und eine Undulator-Quelle (mit orangefarbenen Kühlschläuchen). ©Copyright: HZDR/F. Bierstedt

Superradiante THz-Strah­lung (T-ELBE)

Diese Anlage liefert hochintensive THz-Pulse variabler Frequenz in Kombination mit einer Vielzahl synchronisier­ter table-top Lichtquellen auf der Basis von Femtosekundenlasern. TELBE deckt den Frequenzbereich zwischen 0.1 und 2.5 THz mit Pulsenergien bis 100 µJ ab. Die Träger-Einhüllenden-Phase der Pulse von TELBE ist stabil und die Pulsfrequenz kann flexibel zwischen einigen zehn Hz und hunderten kHz gewählt werden. Die Bandbreite beträgt 100%, wenn die Diffraktions­strah­lungs­quelle ­verwendet wird oder ca. 20% bei Verwendung eines Acht-Perioden-Undulators.

Posi­tronen­ (P-ELBE)

Die Material­for­schung mit Posi­tronen­ kann an den pELBE-Anlagen durchgeführt werden, die aus drei Teilsystemen für die tiefenabhängige Posi­tronen­-Annihilations-Lebensdauer-Spektroskopie (MePS), die Gamma-induzierte Posi­tronen­spek­tro­skopie (GiPS) für Bulk-Untersuchungen und eine konventionelle Doppler-verbreitende Posi­tronen­-Annihilations-Spektroskopie mit β+-Strah­lung aus der Radioisotopenproduktion bestehen.

Bremsstrah­lung (γ-ELBE)

Experimente mit intensi­ver Bremsstrah­lung (bis 20 MeV) können am Bremsstrah­lungs­messplatz durchgeführt werden. Die Zeit­struk­tur der Bremsstrah­lung wird vom ELBE-Strahl aufgeprägt. Dieser wird in diesem Fall im Mikropulsmodus betrieben, der Pulsabstand (Repetitions­rate) kann zwischen 77 ns (13 MHz) und 1230 ns (812.5 kHz) gewählt, und damit für ­verschiedene Anforde­rungen angepasst werden.

Neu­tronen­ (N-ELBE)

nELBE ist ein Neu­tronen­-Flugzeitsystem, das gepulste Neu­tronen­strahlen mit einer kontinuierlichen Energie­vertei­lung zwischen 100 keV und 10 MeV bietet. Hauptanwendungen sind Mes­sungen von präzisen energieabhängigen Gesamtneu­tronen­querschnitten und differentiellen Neu­tronen­streuquerschnitten.
Derzeit (Stand 12/2023) ist die Anlage nicht ­verfügbar.

Strah­lungs­physik

Der direkte Elek­tronen­strahl von ELBE kann für Detektortests oder zur Bestrah­lung ­verwendet werden. Bunche, die nur ein Elek­tron enthalten, dabei aber die Zeit­struk­tur des Strahles auf der Zeitskala von ps bewahren, ermöglichen Detektortests mit extrem hoher Zeitauflö­sung.
Die Variabilität der Pulsladungen und die Möglich­keit frei wählbare Puls-Pattern zu generieren, ergibt eine ideale Voraussetzung zur Untersuchung von dosis- und dosisleis­tungs­abhängigen Effekten ionisieren­der Strah­lung auf Zellproben.
Für diese radiobiologische Bestrah­lungen können die Elek­tronen­ auch an Luft extrahiert werden. Im Gebäude befindet sich ein zellbiologisches Labor.
Foto: Die Elektronenkanone (SRF-Gun) an der Strahlungsquelle ELBE des HZDR. ©Copyright: HZDR/O.Killig

Maschinenphysik

Der Elek­tronen­beschleuniger, die Injektoren, die sekundären Strahlpfade und die Nutzerexperimente erfahren eine ständige Weiterentwick­lung. Hierbei werden neben Maßnahmen zur Reduzie­rung des Energiebedarfs und der Erhöhung der Zu­verlässig­keit der Anlagenkomponen­ten auch Anpas­sungen an die Anforde­rungen der externen und internen Nutzer­gruppen vorgenommen und neue Messap­paraturen in Betrieb genommen.

Charakterisie­rung von Strah­lungs­detektoren

Für die Grund­lagen­for­schung werden Detektoren mit sehr hoher Zeitauflö­sung und ausgezeichne­ter Empfindlich­keit benötigt. Dies gilt insbesondere für die Experimente HADES, CBM und R3B bei GSI und FAIR in Darmstadt, Deutschland. Am HZDR werden seit langem nachhaltige Anstren­gungen unternommen, um diese Experimente durch die Entwick­lung und Erpro­bung der besten Detektoren, insbesondere für die Zeitmes­sung, zu unterstützen. Der 40 MeV ELBE-Elek­tronen­strahl bietet ideale Bedin­gungen für den Test solcher Detektoren.