Beschleunigeranlagen energieeffizient und nachhaltig gestalten
Moderne Teilchenbeschleuniger bringen kleine Teilchen wie Elektronen oder Atomkerne auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit. Forschende dringen damit zu den kleinsten Teilchen und ihren Wechselwirkungen vor. Das macht die Beschleuniger zu Schlüsselinstrumenten der Forschung: „Ganz gleich, ob es um die zukünftige Energieversorgung, den Klimaschutz oder die Mobilitätswende, Materialwissenschaften oder die Medizin geht: Forschung braucht hochleistungsfähige Infrastrukturen, um diese Herausforderungen bewältigen zu können. Zugleich stehen wir vor der Aufgabe und übernehmen Verantwortung dafür, den Betrieb dieser Anlagen so energieeffizient wie möglich zu gestalten“, sagt der Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Im Testfeld KITTEN können wir nun die Beschleunigertechnologien – die für viele Disziplinen grundlegend sind – im Hinblick auf Leistung und Nachhaltigkeit weiterentwickeln“.
Ziel: Energieeffizienz bei höchster Leistungsfähigkeit
„Ein Ziel unserer Forschung ist es, Beschleuniger und ihre Infrastrukturen möglichst energieverantwortlich zu gestalten. Diese sind bisher meist nur auf höchste Leistungsfähigkeit, nicht aber auf Energieeffizienz ausgerichtet“, sagt Professorin Anke-Susanne Müller, Leiterin des Instituts für Beschleunigerphysik und Technologie des KIT.
Um den energetischen Fußabdruck von Beschleunigeranlagen zu optimieren, hat das KIT im Testfeld KITTEN (steht für: KIT Testfeld für Energieeffizienz und Netzstabilität) die Beschleunigertestanlage KARA mit dem Energy Lab 2.0 zusammengebracht. „Hier sollen Konzepte der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Komponente bis System in laufende und neue Anlagen einfließen“, so Müller. Bestandteile des Testfelds sind unter anderem eine Photovoltaikanlage auf dem Dach der Beschleunigerhalle in Kombination mit innovativen Kühlkonzepten und einer KI-gestützten Echtzeitoptimierung des Betriebs.
Plattform für Beschleunigertechnologie der Zukunft
KITTEN ist eingebunden in die „Accelerator Technology Platform“ (ATP) am KIT, die daran arbeitet, die Beschleunigertechnologie der Zukunft zu entwickeln. „Es geht in der ATP darum, die zukünftigen großen Forschungsinfrastrukturen neu zu gestalten und zu betreiben. Sie ist zentrale Anlaufstelle für Wissenschaft und Industrie, um die für Beschleuniger relevanten Technologien effizient zu entwickeln“, erläutert Müller.
