Kontakt

Prof. Dr. Joachim Wosnitza
Direktor
Institut Hochfeld-Magnetlabor Dresden
j.wosnitzaAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3524

Dr. Sergei Zherlitsyn
Leiter Magnettechnologie und Forschungsinfrastruktur
s.zherlitsynAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2617
Fax: +49 351 260 12617, +49 351 260 3531

Julia Blöcker
Sekretariat/ Administration
j.bloeckerAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3527
Fax: +49 351 260 13527

Aktuelles

Publikation: Inverted hysteresis and negative remanence in a homogeneous antiferromagnet

L. Opherden et al., Physical Review B 98(2018), 180403(R)

Publikation:  A multicaloric cooling cycle that exploits thermal hysteresis

T. Gottschall et al., Nature Materials 17(2018), 929-934


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EMFL News 3/2018


Video: EMFL - Forschung in hohen Magnetfeldern

Technologische Ziele

Magnetspule - Foto: Oliver Killig

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. Ende 2016 konnte eine Spule für Nutzerexperimente bis 95 T freigegeben werden. Neben diesen ambitionierten Projekten 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 im Jahr 2011 einen Weltrekord einbrachte, werden in unserer eigenen Werkstatt gewickelt und produziert.


Im Kampf gegen Krebs150 TW Laser Draco Stefan Regen 2 - Foto: HZDR

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 mittels Hochleistungslaserbeschuss erzeugte Protonen mithilfe 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 unser Knowhow bei der Entwicklung besonders effizienter Pulsstromgeneratoren und Pulsmagnete bei.

Hierzu wurde eine Patent unter der Nummer 10 2011 052 269 mit dem Titel "Anordnung zur Erzeugung hochenergetischer Protonenstrahlen und deren Verwendung" erteilt. Weitere Informationen dazu finden Sie hier.


Metallbearbeitung mit PulsfeldernPulsgenerator im Hochfeld-Magnetlabor Dresden - Grafik: HZDR

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. Zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) wurde ein industrietauglicher Pulsgenerator für elektromagnetische Umform-, Füge- und Schweißprozesse metallischer Werkstücke entwickelt.


Die weltweit größte KondensatorbankHochfeld-Magnetlabor Dresden: Kondensatorbank - Foto: HZDR

Um hohe Magnetfelder über lange Pulszeiten zu erzeugen, wird eine elektromagnetische Energie von 50 MJ und ein Spitzenstrom von 100 kA benötigt. Die modernste und effizienteste Methode, diese Energie zu speichern und schnell 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 auf 0 km/Stunde freiwerden würde, und zwar in dem unglaublich kurzen Zeitraum von wenigen zehn 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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Prof. Dr. Joachim Wosnitza
Direktor
Institut Hochfeld-Magnetlabor Dresden
j.wosnitzaAthzdr.de
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Dr. Sergei Zherlitsyn
Leiter Magnettechnologie und Forschungsinfrastruktur
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