Teilchenbeschleuniger sind nicht nur in zahlreichen Forschungsfeldern wichtig, auch in industriellen Anwendungen und in der Medizin kommen weltweit Beschleuniger zum Einsatz, zum Beispiel in der Materialprüfung oder in der Strahlentherapie. Die Beschleuniger sind jedoch auch extrem energieintensiv. Das Projekt RF 2.0 verfolgt nun einen umfassenden Ansatz, um den Energieverbrauch von Teilchenbeschleunigern zu reduzieren. Zehn Partner arbeiten dazu zusammen, darunter fünf der größten Teilchenbeschleuniger-Einrichtungen Europas – ALBA Synchrotron (Spanien), CERN (Frankreich/Schweiz), das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg, das Helmholtz-Zentrum Berlin und das MAX IV Laboratory (Schweden) – sowie spezialisierte Technologieunternehmen.
Der Fokus der Forschung 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
- mehr Flexibilität im Energieverbrauch mithilfe dynamischer Überwachungs- und Kontrollsysteme.
Das Projekt ist transferorientiert angelegt: In vier Demonstratorprojekten testen und validieren die Forschenden konkrete Ansätze unter realistischen Bedingungen. Sie erarbeiten beispielsweise Lösungen, wie sie mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) Beschleuniger effizienter und flexibler betreiben können. Zudem entwickeln sie einen digitalen Zwilling, um neue Energietechnologien künftig schneller validieren zu können. Eines der Projekte wird sich mit der Flexibilisierung von Rechenzentren beschäftigen, um schwankende Erträge erneuerbarer Energien nutzen zu können. Ein weiteres testet Messsysteme, die Störungen im Netz erkennen und schnellere Reaktionen bei Schwankungen ermöglichen.
Zudem entwickeln die Forschenden ein offenes Dashboard, um die gewonnenen Daten und Ergebnisse auch externen Forschenden sowie Entwicklerinnen und Entwicklern zugänglich zu machen. Diese sehen dann in Echtzeit den Energieverbrauch des Beschleunigers und den CO2-Fußabdruck sowie die Effekte durch die jeweils getesteten alternativen Lösungen.
Zum Nachlesen
- Karlsruher Institut für Technologie (06.08.2024): Projekt RF 2.0: Forschung für nachhaltigere Teilchenbeschleuniger
