Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

Forschung — 55 Abb. 2. Teilnehmer eines BMBF-Projekttreffens im CERN-AD-Kontrollraum: Der CCC läuft! Foto: privat 04/2017/ V. Tympel. Supraleitende Kryo-Stromkomparatoren aus Jena realisieren hochempfindliche Strommessungen, mit deren Hilfe kleinste Intensitäten im Strahlstrom mo- derner Teilchenbeschleuniger zerstörungsfrei ge- messen werden können. Ein solches Gerät arbeitet am CERN-AD (Antiproton Decelerator) schon fast im Routinebetrieb. Dem BMBF-Projektverbund von HI Jena, GSI Darmstadt, IPHT Jena, CERN, TU Darm- stadt und FSU ist es jetzt gelungen, einen Kryo- Stromkomparator zu entwickeln, der die ausreichen- den Dimensionen für einen Einsatz an den großen Strahlrohren des FAIR-Projekts besitzt. Fernandes M. et al. (2017): Non-perturbative measurement of low- intensity charged particle beams. Supercond. Sci. Technol., 10.1088/0953-2048/30/1/015001. Tympel V. et al. (2017): Cryogenic Current Comparators for 150 mm Beamline Diameter. Proc. IBIC’17, im Druck. Kryo-Stromkomparatoren—exakte Intensitätsmessungen für Großforschungszentren Der der Arbeitsgruppe Tieftem- peraturphysik zugeordnete zent- rale Tieftemperaturservice (TTS) versorgt die Einrichtungen der Friedrich-Schiller-Universität in- klusive des Klinikums mit Flüs- sigstickstoff und Flüssighelium. Flüssighelium wird auch für wei- tere Forschungseinrichtungen der Technologieregion Jena be- reitgestellt. Das jährliche Produk- tionsvolumen an Flüssighelium liegt über viele Jahre zwischen 40.000 und 50.000 Litern. Der TTS plant, realisiert und be- treibt weitere große Kryoappara- turen der FSU und erarbeitet lau- fend für Investitionen der FSU erforderliche Entscheidungsvor- lagen. Im Jahr 2017 wurde z.B. die Gasversorgung des Abbe Center of Photonics auf kryoge- ne Gasspeicherung umgestellt. In diesem Fall wurden auch Großapparate des TTS, zwi- schenzeitlich an die Chemisch- Geowissenschaftliche Fakultät verliehen und wiederverwendet, womit erhebliche Investitions- kosten eingespart werden konn- ten. Die FSU nutzt so gezielt Sy- nergieeffekte und realisiert damit über den TTS regelmäßig den effizienten Einsatz kryogener An- lagen. Abb. 3. Heliumverflüssiger der FSU Jena zur Versorgung von For- schungseinrichtungen sowie der medizinischen Diagnostik im Raum Jena. Foto: AG TP Kryotechnische Anwendungen Zwei weitere ausgewählte Projekte, die in der AG in 2016/17 bearbeitet wurden, sind die Drittmittelprojekte MAK- SEL und STREAM, die jeweils über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des BMWi sowie in Ko- operation mit jeweils zwei weiteren Partnern gefördert wurden. Im Projekt MAKSEL wurden dünnwandige Kom- ponenten aus glasfaserverstärktem Epoxidharz entwickelt, die eine minimierte Heliumdiffusionsrate aufweisen. Im Ergebnis sind dünnwandige GfK-Rohre mit einer Heliumpermeationskonstante von maximal 2x10 -15 m²/s ver- fügbar. Diese werden jetzt im eigenen Sonderkryostatenbau mit dem Ziel verwendet, wartungsfreie Betriebszyk- len von einem Jahr zu garantieren. Im Projekt STREAM können Eispartikel geeigneter Eigenschaften hergestellt und für Entschichtungsprozesse angewandt werden. Die Entwicklung baustellengeeignete Apparaturen zur Her- stellung der Partikel und Komponenten von traditionellen Strahlapparaturen für den Einsatz von kryogenen Parti- keln befinden sich aktuell in der Bearbeitungsphase.