Abteilung Optik und Strahlrohre

BESSY III CDR Projekt

Im Rahmen der Entwicklung der nächsten Generation der Synchrotronlichtquelle BESSY III befindet sich das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) in der entscheidenden Phase der Erstellung des Conceptual Design Reports (CDR). In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus aller Welt werden die Anforderungen und Bedingungen für zukünftige Strahlführungen und Experimente definiert.

Aufbauend auf dem Pre-CDR von BESSY III und den Erkenntnissen aus zahlreichen Workshops in den Bereichen erneuerbare Energien, Photovoltaik, Quantenmechanik, Metrologie und Biowissenschaften entwerfen und simulieren wir die ersten Prototypen der Strahlführung. Die größeren Abmessungen von BESSY III bieten mehr Flexibilität für innovative Beamline-Designs und -Konzepte. Die Standard-Beamline wird 55-58 Meter in den geraden Abschnitten des Speicherrings (SR) überspannen und einen Undulator enthalten. Dank der fortschrittlichen Gitterkonstruktion des SR und der effizienten Doppelzacken-Konfiguration der Strahlenschutzwand können zwei der sechs Dipole in jedem Abschnitt genutzt werden. Darüber hinaus können im derzeitigen Gebäudekonzept bis zu vier Strahlführungen mit Längen von bis zu 95 Metern für Anwendungen wie hochauflösende Spektroskopie realisiert werden.

Geplante Beamline-Typen

Für BESSY III entwickeln wir drei verschiedene Beamline-Typen

• Klassische weichröntgen Beamlines:
  • Energiebereich: ~100–2000 eV
  • Anwendung: Optimiert für herkömmliche weiche Röntgenexperimente in der Materialwissenschaft, Chemie und Physik, die wichtige Einblicke in elektronische Strukturen, Bindungszustände, Materialeigenschaften und Oberflächenwechselwirkungen liefern.
    
• Tender Beamlines
  • Energiebereich: ~500–5000 eV
  • Anwendung: Schließen der Energielücke zwischen weicher und harter Röntgenstrahlung.
    
  • Entscheidend für die Untersuchung von Materialeigenschaften, tiefen Schichten und Grenzflächen.
• Spezialisierte Beamlines für die Spitzenforschung
  
  • Energiebereich: 1-50.000 eV und/oder hohe Auflösung (bis zu 100.000) und/oder hoher Photonenfluß.
    
  • Anwendung: Maßgeschneiderte Beamlines für spezielle Forschungsanwendungen.
    

Beamline-Komponenten

Je nach Forschungsbedarf werden die Strahlrohre unterschiedliche Konfigurationen aufweisen, darunter:

• Insertion device (ID) + PlaneGitter-Monochromator (PGM)
• Dipol + PGM
• ID/PGM + Doppelkristallmonochromator (DCM)
• Multilayer-optionen für Gitter und Spiegel
  

Der erste Entwurf der Standard-Beamline für BESSY III ist abgeschlossen, und wir simulieren nun reale Anwendungsfälle, um das wissenschaftliche Potenzial und die Auswirkungen dieses Synchrotrons der nächsten Generation zu demonstrieren. Unten sehen Sie unser erstes Design, das wir weiter verfeinern, indem wir verschiedene Spiegel- und Gitterbeschichtungen sowie verschiedene Undulatorquellen untersuchen, um eine optimale Leistung zu erreichen und einen neuen Maßstab für die nächste Generation von Beamlines in der Synchrotronforschung zu setzen.

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