HBS - High Brilliance Neutron Source

HBS - High Brilliant Netron Source

HBS - High Brilliant Netron Source
HBS-Prototyp in Big-Karl.
FZJ

In Jülich soll eine hochbrillante, beschleunigerbasierte Neutronenquelle der nächsten Generation für Wissenschaft und Industrie entstehen. Dahinter stehen ein Paradigmenwechsel und ein neuartiges Konzept für eine kompakte beschleunigergetriebene Neutronenquelle, die die Lücke zwischen labororientierten Neutronenquellen im kleinen Maßstab, wie Neutronengeneratoren oder beschleunigerbasierten Quellen mit geringer Leistung (<1 kW) und reaktorbasierten Quellen mit hohem Fluss oder Spallationsneutronenquellen schließt. Durch eine neue Herangehensweise werden Neutronen erzeugt - durch die Optimierung der Brillanz der Quelle und eine effizientere Nutzung der Neutronen entsteht mitten in Europa eine einzigartige Infrastruktur für die Neutronenanalyse, die in einer Vielzahl wissenschaftlicher Disziplinen wie Physik, Chemie, Biologie, Geologie, Material- und Ingenieurwissenschaften eingesetzt werden kann.

Zusammen mit dem JCNS wurde der Prototyp der Hochbrillanten Neutronenquelle (HBS) entwickelt und in Probebetrieb genommen. Zur Realisierung galt es viele technische Herausforderungen zu überwinden und es bedurfte Forschung und Entwicklung auf Gebieten, wie dem Beschleunigersystem, dem Target- und Moderator-Reflektorsystem, dem kalten Moderator, um die im ZEA-1 konzipierten Komponenten (Moderatorentwicklung, Entwicklung modulare Abschirmung, Target und Handling Tool) termingerecht einzubauen. Neutronen sind ein unverzichtbares Werkzeug für Forschende verschiedener Disziplinen. Die Vielfalt und Komplexität von Forschungsfragen erfordert ein dichtes Netz von Quellen zur Ausbildung, Methodenentwicklung und Spezialisierung. Die HBS wird in diesem Netzwerk eine zentrale Rolle spielen. Im Rahmen des "Strategiepapiers zur Neutronenforschung in Deutschland 2015 - 2045" wird die HBS als zukünftige nationale Neutronenquelle in Betracht gezogen.

Technische Herausforderungen

Derzeit wird ein Prototyp einer HBS Target Station gebaut. Dazu hat ZEA-1 diese Hauptkomponenten entwickelt und gebaut:

In diesem Kontrollbereich steht eine Protonenstrahlführung mit 45 MeV bei 1 mA zur Verfügung. Trotz dieses geringen Strahlstroms sind alle Komponenten des Prototyps, mit Ausnahme der Abschirmung, für den Betrieb an einer abgebauten HBS (70 MeV Protonen, 100 mA, 1,54 % Tastverhältnis, 100 kW thermische Leistung) ausgelegt. Dazu gehören insbesondere die Kühlung des Targets sowie der Mechanismus für den ferngesteuerten Wechsel des Targets.

Letzte Änderung: 06.12.2023