Erfolg bei der Weiterentwicklung von Protonenbeschleunigern am HZDR

Mithilfe einer innovativen Technologie gelang es einem Team am Institut für Strahlenphysik des HZDR bislang unbekannte Energien bei der Protonenbeschleunigung zu erzielen. Dafür nutzten sie eine eigentlich „ungeliebte“ Eigenschaft von Laserblitzen: nämlich den Teil Energie, der einem Laserstrahl vorauseilt. Den Forschenden gelang es, mithilfe dieses Lichtes, das auf eine Plastikfolie in einer Vakuumkammer geschossen wurde, die Folie durch Hitzeeinwirkung zu verändern. Der positive Effekt: Der nach dem Lichtblitz auftreffende Hauptpuls wird weniger reflektiert, denn die Außenschicht der Folie wird quasi „durchsichtig“, wodurch ein tieferes Eindringen des Hauptpulses in das Materialinnere möglich ist. Damit sind nun tiefere Einsichten in das Innere von Materialien möglich.

Potentielle Vorteile für die Zukunft

Mit dieser Innovation sind einige Optimierungen denkbar, nicht nur in der Materialforschung. Als kompakte Beschleunigeranlage könnten Laserbeschleuniger mit einer solchen Energieausbeute künftig auch für die Tumorbehandlung und -erforschung interessant werden. Ein Thema, mit dem sich u. a. das Hi-Acts Tech-Lab Novel Compact Laser Plasma Accelerators befasst. Damit wäre diese Technologie für mehr Forschungsgruppen als bisher zugänglich. Bislang müssen sich Wissenschaftler:innen auf die wenigen großen, konventionellen Therapiebeschleuniger aufteilen. Ein weiterer Vorteil kompakter Laserbeschleuniger wäre zudem ihr deutlich geringerer Stromverbrauch. Darüber hinaus könnte sich das Verfahren auch zur Erzeugung von Neutronen eignen – ein Thema, mit dem sich das Hi-Acts Tech-Lab Accelerators for (Thermal) Neutrons to Obtain Theranostic Radionuclides beschäftigt.

Das große Ziel bei allen Forschungsansätzen: Energien von mehr als 200 MeV erreichen.!