09.09.2026 • Großgeräte

9,7 Millionen für Fusionsmaterialforschung und Beschleunigerentwicklung

Supraleitender Ionenbeschleuniger als Basistechnologie für die Fusionsforschung von GSI/FAIR und Uni Frankfurt erhält BMFTR-Fördermittel.

Zukünftige Fusionsreaktoren benötigen Materialien, die extrem hohen Temperaturen und intensiver Neutronenstrahlung über lange Betriebszeiten standhalten. Die Entwicklung und Qualifizierung solcher Materialien zählt zu den zentralen technologischen Herausforderungen auf dem Weg zur Nutzung der Fusionsenergie. Als Teil des Förderprogramms „Basistechnologien für die Fusion – auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk“ erhält das neue Projekt SIBAF (Supraleitender Ionenbeschleuniger als Basistechnologie für die Fusionsforschung) über drei Jahre hinweg 9,7 Millionen Euro, wovon 8,1 Millionen Euro für Aktivitäten am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem hier entstehenden internationalen Beschleunigerzentrum FAIR vorgesehen sind. Neben GSI in Darmstadt, wo das Projekt koordiniert wird, ist die Goethe-Universität Frankfurt Projektpartner.

Das erste Kryomodul CM1 von HELIAC: Durch die rechteckigen Türen sind die supraleitenden Solenoide und Kavitäten sichtbar

Dr. Maksym Miski-Oglu und Prof. Dr. Eugenia Toimil Molares

Auch wenn Neutronenbestrahlungsexperimente unverzichtbar bleiben, sind sie kostspielig und nur an einer begrenzten Anzahl von Einrichtungen weltweit verfügbar. Die Bestrahlung mit schweren Ionen bietet hier einen ergänzenden Ansatz: Sie ermöglicht es, Strahlenschäden unter präzise kontrollierten Bedingungen schneller zu erzeugen, während die Probenaktivierung reduziert und die anschließende Analyse vereinfacht wird.

Um diese Studien zu ermöglichen, wird SIBAF den zukünftigen supraleitenden Dauerstrichbeschleuniger HELIAC (Helmholtz LInear ACcelerator) weiterentwickeln, der derzeit teilweise auf dem GSI/FAIR-Campus entsteht. Auf Basis des ersten Kryomoduls von HELIAC und des bestehenden Hochladungsinjektors (HLI) von GSI/FAIR wird das Projekt eine dedizierte Bestrahlungsanlage mit temperatur-kontrollierten Probenumgebungen und automatisierter Probenhandhabung einrichten.

Durch die Kombination modernster supraleitender Beschleunigertechnologie mit fortschrittlichen Möglichkeiten zur Bestrahlung und Materialcharakterisierung wird die Anlage eine schnellere, reproduzierbarere und deutlich energieeffizientere Qualifizierung von potenziellen Fusionsmaterialien ermöglichen. GSI/FAIR und die Goethe-Universität bringen ihre komplementäre Expertise ein, um HELIAC als einzigartige Infrastruktur in Europa für die Ionenstrahl-Qualifizierung von Fusionsmaterialien zu etablieren.

Das Projekt wird von Maksym Miski-Oglu, Leiter der Arbeitsgruppe cw-Linac bei GSI/FAIR, koordiniert. Er betont: „SIBAF wird die über viele Jahre aufgebaute Expertise in der supraleitenden Linearbeschleuniger-Technologie in praktische Anwendungen überführen. Wir freuen uns, dass unsere Entwicklungen die Suche nach Materialien für zukünftige Fusionskraftwerke direkt unterstützen werden.“

Professorin María Eugenia Toimil-Molares, Leiterin der Materialforschung, betont: „Die neue, auf HELIAC basierende Bestrahlungsanlage wird die einzigartige Ionenstrahl-Infrastruktur von GSI/FAIR für die Materialforschung ideal ergänzen. Gemeinsam werden diese Anlagen einzigartige Möglichkeiten bieten, um Strahlungseffekte zu untersuchen und Materialien für extreme Strahlungsumgebungen zu entwickeln. Die Dauerstrichbestrahlung mit schweren Ionen ermöglicht eine schnellere und besser kontrollierbare Schädigungsakkumulation, ein bedeutender Beitrag zur Qualifizierung fortschrittlicher Materialien für zukünftige Fusionsreaktoren.“ [GSI / dre]

Abteilung Linear Accelerators (Uwe Scheeler, Maksym Miski-Oglu), GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung