Teilchenbeschleuniger ressourcenschonend betreiben

Ressourcenschonende Technologien für künftige Beschleuniger erforscht das KIT beispielsweise am Linearbeschleuniger FLUTE.
Ressourcenschonende Technologien für künftige Beschleuniger erforscht das KIT beispielsweise am Linearbeschleuniger FLUTE. – Bild: Markus Breig, KIT

Teilchenbeschleuniger kommen nicht nur in zahlreichen Forschungsfeldern zum Einsatz, sondern auch in industriellen Anwendungen und in der Medizin. Beispiele sind hier etwa die Materialprüfung oder in der Strahlentherapie. Doch der jährliche Energieverbrauch großer Anlagen kann mehrere Hundert Gigawattstunden (GWh) betragen, was in etwa dem Verbrauch mittelgroßer europäischer Städte entspricht. Das Projekt RF 2.0, an dem u.a. das KIT beteiligt ist, tritt an, dies zu ändern und den Energieverbrauch zu reduzieren.

Ziel: Beschleuniger mit erneuerbaren Energien betreiben

„Wir vereinen Fachwissen aus Physik und Energietechnologie. Unsere Vision ist es, Teilchenbeschleuniger sicher, stabil sowie vollständig mit erneuerbarer Energie zu betreiben, möglichst unabhängig vom öffentlichen Stromnetz und mit weniger Auswirkungen auf die Umwelt“, sagt Professor Giovanni De Carne vom Institut für Technische Physik des KIT. De Carne ist Projektkoordinator von RF 2.0 und hat das Projekt zusammen mit Professorin Anke-Susanne Müller, Leiterin des Instituts für Beschleunigerphysik und Technologie des KIT, initiiert.

Realitätsnahe Tests

Ein Element des Projekts ist das Testfeld Kitten (KIT-Testfeld für Energieeffizienz und Netzstabilität in großen Forschungsinfrastrukturen) mit dem Forschungsbeschleuniger Kara und dem Energy Lab am KIT. „Diese Infrastruktur ermöglicht es uns, Energieeffizienz und Netzstabilität in großen Forschungsinfrastrukturen realitätsnah zu untersuchen und zu testen“, sagt De Carne. Aktuell läuft die Analysephase. „Eine Herausforderung ist, dass Teilchenbeschleuniger immer eine sehr hohe, konstante und störungsfreie Leistungsversorgung benötigen und bisher hinsichtlich der Spannungsqualitäten nicht flexibel sind. In unseren Tests versuchen wir Zusammenhänge zu verstehen, erstellen Mitigationsstrategien, also Ansätze, um negative Effekte und Kostenanalysen zu reduzieren, analysieren den CO2-Fußabdruck der Geräte und erstellen eine Nachhaltigkeitsmatrix.“

Darauf aufbauend wollen die Projektpartner im weiteren Verlauf energieeffizientere Technologien mit besserem Wirkungsgrad erarbeiten. Der Fokus liegt auf vier Bereichen: neue, hocheffiziente Komponenten; der Einsatz digitaler Lösungen für optimierte Betriebszeiten, beschleunigte Start- und Abschaltprozesse sowie zur Verbesserung des Designs und Betriebs; die Integration kohlenstoffarmer Technologien durch die Nutzung erneuerbarer Energien und Energiespeichersysteme sowie mehr Flexibilität im Energieverbrauch mithilfe dynamischer Überwachungs- und Kontrollsysteme.

Künstliche Intelligenz und digitale Zwillinge

In Demonstratorprojekten testen und validieren die Forschenden des KIT gemeinsam mit den Projektpartnern konkrete Ansätze unter realistischen Bedingungen. Beispielsweise arbeitet das Team daran, wie Beschleuniger mithilfe von KI effizienter und flexibler betrieben werden können können. „Zudem entwickeln wir einen digitalen Zwilling, um neue Energietechnologien künftig schneller validieren zu können“, erklärt De Carne.

Seiten: 1 2



  • Trovarit ruft Anwender zur Bewertung ihrer ERP-Software auf

    Trovarit ruft Anwender zur Bewertung ihrer ERP-Software auf

    Die Studie ERP in der Praxis startet in eine neue Runde. Seit mehr als zwei Jahrzehnten fordern die Analysten der Trovarit Anwender von ERP-Software im Zweijahresrhythmus dazu auf, ihrem eingesetzten…

    mehr lesen: Trovarit ruft Anwender zur Bewertung ihrer ERP-Software auf

  • Guido Schuette leitet Wago-Geschäftsbereich Automation

    Guido Schuette leitet Wago-Geschäftsbereich Automation

    Wago gibt bekannt, dass Guido Schuette (Bild) zum 1. April als Chief Business Officer (CBO) die Leitung des Geschäftsbereichs Automation übernimmt.

    mehr lesen: Guido Schuette leitet Wago-Geschäftsbereich Automation

  • IDTA und IDSA arbeiten zusammen

    IDTA und IDSA arbeiten zusammen

    Die Industrial Digital Twin Association (IDTA) und die International Data Spaces Association (IDSA) bündeln ihre Kompetenzen.

    mehr lesen: IDTA und IDSA arbeiten zusammen

  • Quantencomputing: Innovationen gewinnen an Dynamik

    Quantencomputing: Innovationen gewinnen an Dynamik

    Laut einer Analyse des Deutschen Patent- und Markenamts hat sich die Innovationstätigkeit auf dem Gebiet der Quantentechnologien in Deutschland in den vergangenen zehn Jahren nahezu versiebenfacht.

    mehr lesen: Quantencomputing: Innovationen gewinnen an Dynamik

  • Die MainDays in Berlin

    Die MainDays in Berlin

    Um Erfolgsfaktoren industrieller Instandhaltung geht es am 5. und 6. Mai auf den MainDays in Berlin.

    mehr lesen: Die MainDays in Berlin

  • Deutsche Gesellschaft für Robotik gegründet

    Deutsche Gesellschaft für Robotik gegründet

    Mit der Deutschen Gesellschaft für Robotik e.V. hat sich im März 2026 eine neue gemeinnützige Fachgesellschaft gegründet, die die Förderung von Wissenschaft, Forschung und Bildung im Bereich der Robotik zum…

    mehr lesen: Deutsche Gesellschaft für Robotik gegründet

  • Ein Lernzentrum für Roboter entsteht

    Ein Lernzentrum für Roboter entsteht

    Das Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI) der Technischen Universität München (TUM) und das Unternehmen Neura Robotics planen ein Forschungs- und Trainingszentrum für Robotik im wissenschaftlichen Bereich.

    mehr lesen: Ein Lernzentrum für Roboter entsteht

  • Aimtec beruft Bohuslav Dohnal in den Aufsichtsrat

    Aimtec beruft Bohuslav Dohnal in den Aufsichtsrat

    Das Pilsener Technologie- und Beratungsunternehmen Aimtec hat mit Bohuslav Dohnal ein neues Mitglied in seinen Aufsichtsrat bestellt.

    mehr lesen: Aimtec beruft Bohuslav Dohnal in den Aufsichtsrat

  • Grob-Werke und Coscom mit Partnerschaft im Tool-Management

    Grob-Werke und Coscom mit Partnerschaft im Tool-Management

    Im Institut für Produktionstechnik und CIMTT (CIM-Technologie-Transfer) in Kiel sowie in Unternehmen wie der Franz Xaver Meiller Fahrzeug- und Maschinenfabrik kommen Grob-Bearbeitungszentren zum Einsatz.

    mehr lesen: Grob-Werke und Coscom mit Partnerschaft im Tool-Management

  • Thomas Saueressig wird Chief Customer Officer

    Thomas Saueressig wird Chief Customer Officer

    SAP hat die Gründung des neuen Vorstandsbereichs Customer Value Group bekannt gegeben, in dem die Bereiche Customer Success und Customer Services & Delivery mit Wirkung zum 1. April zusammengeführt werden.

    mehr lesen: Thomas Saueressig wird Chief Customer Officer

  • Mit CraftForward zum digitalen Produktpass für Handwerksbetriebe

    Mit CraftForward zum digitalen Produktpass für Handwerksbetriebe

    Im neuen Forschungsprojekt ‚CraftForward‘ entwickelt das Fraunhofer IPK gemeinsam mit vier Partnern aus Industrie und Handwerk einen digitalen Produktpass, der zirkuläre Geschäftsmodelle in Servicebetrieben unterstützt.

    mehr lesen: Mit CraftForward zum digitalen Produktpass für Handwerksbetriebe

  • All for One Group übernimmt Apsolut

    All for One Group übernimmt Apsolut

    Das IT-Consulting-Unternehmen All for One aus Filderstadt hat mit Wirkung zum 5. März alle Anteile an dem SAP Procurement-Spezialisten und SAP Gold Partner Apsolut Group erworben.

    mehr lesen: All for One Group übernimmt Apsolut