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DESY Beschleuniger. Reinhard Brinkmann -M- Herzlich willkommen zur Versammlung des M-Bereichs!

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DESY Beschleuniger. Reinhard Brinkmann -M- Herzlich willkommen zur Versammlung des M-Bereichs!. Agenda. Informationen und Diskussion zu folgenden Themen: Status des Beschleunigerbetriebs Projekte und Aufgaben der nächsten Jahre Neue Aktivitäten und Perspektiven Diskussion - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: DESY Beschleuniger

DESYBeschleuniger.

Reinhard Brinkmann -M-

Herzlich willkommen zur Versammlung des M-Bereichs!

Page 2: DESY Beschleuniger

Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 2

Agenda

> Informationen und Diskussion zu folgenden Themen:

Status des Beschleunigerbetriebs

Projekte und Aufgaben der nächsten Jahre

Neue Aktivitäten und Perspektiven

Diskussion

Erste Runde der Leistungsbewertung

Diskussion

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 3

Übersicht unserer grossen Aktivitäten

Projects y2010 y2011 y2012 y2013 y2014 y2015

XFEL

DORIS/OLYMPUS*

PETRA-b.l. upgrade*

FLASH-II*

REGAE*

PITZ

Operation

DORIS

PETRA

FLASH

XFEL

*: manpower resources not in original 5-year plan 2010-14

ILC?

CW?

ARD?

HERA?

ESS?

injector linac

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PETRA-III (Leitung: Klaus Balewski)

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 5

Sehr erfolgreicher Einstieg in den regulären Nutzerbetrieb

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 6

Alle Entwurfsparameter erreicht – exzellente Strahlstabilität

~ 60 h

0.1

(1.2m)

Strahlorbitvariation über Stunden kleiner als 1 Tausendstel Millimeter!

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 7

Ausbau PETRA Beam Lines (Leitung: W. Drube -FS-)

Beginn der Baumassnahmen: Ende 2012 / Anfang 2013

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 8

DORIS-III (Leitung: Frank Brinker)

> Zuverlässiger Betrieb als „Arbeitspferd“ für die Synchrotronstrahlung

> Vorbereitungen für Einbau und Betrieb von OLYMPUS laufen

> Nach OLYMPUS Run Ende 2012/Anfang 2013 Ende des DORIS Betriebs

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 9

Diskrepanz in Elektron- vs. Positron-Proton Streuung

•All Rosenbluth data from SLAC and Jlab in agreement. •Dramatic discrepancy between Rosenbluth and recoil polarization technique•Discrepancy explained as effect of two photon exchange (TPE)

Dramatic discrepancy !

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 10

Aufbau und Installation von OLYMPUS….

H2-GasTargetzelle im Winter 2010/11 Shutdown installiert Erste Tests mit Strahl im Februar

Erster Test Run Anfang 2012, abschliessender OLYMPUS Run ~3 Monate Herbst 2012/Anfang 2013

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 11

Vorbeschleuniger (Leitung M. Hüning, H. Ehrlichmann)

> Zuverlässiger Betrieb der Vorbeschleuniger essentiell für den störungsfreien Nutzer-Betrieb bei PETRA im Top-up Mode

> OLYMPUS erfordert schnelles Umschalten e+/e- bei DESY-II bereits erfolgreich getestet

> Teststrahl Nutzung auch längerfristig weiter nachgefragt

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 12

FLASH (Leitung: Siegfried Schreiber)

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 13

FLASH upgrade

> Sehr umfangreiche Umbauten und Erweiterungen im Shutdown Sept 2009 – Feb 2010

Einbau 3.9GHz System bessere Strahldynamik + Bunchkompression

Einbau siebtes Beschleunigermodul höhere Strahlenergie / kürzere FEL Wellenlänge

Und vieles mehr…

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 14

sFlash: FEL „Seeding“ Experiment

> Starke Beteiligung der Uni HH (Gruppen J. Roßbach und M. Drescher)

> Auch wichtiges Vorexperiment für FLASH-II

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 15

Brilliante Erfolge bei FLASH!

Wellenlänge im „Wasserfenster“ (zwischen Absorptionskanten der C und O-Atome) erreicht!

Strahlenergie 1.25 GeV (50 MeV über Design Ziel)

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 16

Exzellente Betriebszuverlässigkeit

SASE delivery 80%

Tuning 11%

Set-up 5% Off

1%

Down 3%

RF Gun 8%RF stations 2%

Magnet PS 15%

Infrastructure 7%

Cryogenics 8%

Vacuum 2%Controls 3%

LLRF 3% Others 18%

Photon beamlines 5%

Laser 29%

Distribution of 3% downtime:

FLASH Run Statistik Herbst 2010

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FLASH-ILC-XFEL Synergie

> Lange Bunchzüge mit hoher Intensität

> Präzise HF Regelung hohe Energiestabilität

ACC6 ACC7

31.5 MV/m

40.0

35.0

30.0

25.0

20.0

15.0

Energy stability over 3hrs with 4.5mA

~0.02% pk-pk

9 Feb 2011

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FLASH-II (Projektleitung: B. Faatz, -FS-)

> Erweiterung mit zweiter Undulator-Beamline und Experimentierhalle

> „Seeding“ Konzept zur weiteren Optimierung der Photonen-Strahlqualität

Seed laser1st BC 2nd BC

FLASH II

SASE/HHG/HGHGVariable gap undulator

FLASH II

Gun ACC1+ACC39 ACC2&3 ACC4,5,6,7Up to ~1.25 GeV

sFLASHSASE

~4.1 – 60 nm EXP. Hall

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Erste Baumassnahmen ab Mitte 2011

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PITZ (Leitung: Frank Stephan)

> Design-Parameter für XFEL Injektor erreicht

> Studien zur weiteren Optimierung – Performance jenseits der XFEL-Entwurfsparameter möglich

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REGAE (Leitung: Klaus Flöttmann)

Photokathoden 3 GHz RF-gun mit extrem kleiner Emittanz und fs-Bunchlänge für Elektronen-Diffraktions Experimente

Gemeinsames Projekt mit der MPG-Gruppe D. Miller/CFEL

Nutzung der freien LINAC-I Räume

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XFEL (Leitung: Hans Weise)

Accelerator tunnel

Undulator tunnels

Photon beamlines tunnel

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DESY koordiniert das int. Accelerator Consortium

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In-kind Beiträge zum Beschleunigerkomplex

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Eine von vielen DESY XFEL Aktivitäten…

AMTF Halle Frühjahr 2010 Feb 2011: Teststände im Aufbau

Bereich zum Zusammenbau und Test von HF-Komponenten

Helium Kompressoren installiert

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 26

ILC (Leitung: Nick Walker, enge Zusammenarbeit M - FH)

> Beteiligung beim GDE in führender Rolle

Zeitplan sieht Fertigstellung des Technical Design Reports bis Ende 2012 vor

> Technisch Schwerpunkt auf Hochgradienten-Programm und Synergie mit XFEL

24 HiGrade cavities zusammen mit XFEL Serienfertigung beauftragt

Detaillierte Untersuchungen der cavity Oberflächen

Gute Fortschritte mit R&D weltweit und erfolgreicher Test des bei KEK montierten internationalen Moduls („S1 global“)

Fertigung und Tests bei XFEL werden Statistik der Cavity und Modul-Performance drastisch vergrößern

> Entscheidung für Realisierung des ILC zZ schwer abzuschätzen

Experimentelle Ergebnisse LHC erforderlich (welcher Energiebereich relevant??)

Situation für Finanzierung eines multi-Mrd Projekts ist zZ und auf Sicht nicht günstig

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 27

Gruppenleiter Klausur Nov. 2010

> Ressourcen, Randbedingungen, Perspektiven

> Kurzbeiträge aller Gruppen: Herausforderungen und Lösungsansätze

> Einzelne von je 2 Gruppenleitern vorbereitete und moderierte Diskussions-Schwerpunkte:

Personalthemen

Effizienz und Zusammenarbeit

Beschleunigerbetrieb

> Große Übereinstimmung aller Beteiligten bez. Sinn und Nutzen der Klausur wird regelmäßig 1x pro Jahr fortgesetzt

> Gruppenleiter haben eigene monatliche Diskussionsrunde organisiert

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Personal Ressourcen

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Personaleinsatz nach Aktivitäten

DESY M-division personnel including new projects

0

100

200

300

400

500

600

700

y2008 y2009 y2010 y2011 y2012 y2013 y2014 y2015

FT

E

PETRA extension

FLASH-II

REGAE

Olympus

R&D incl PITZ

Tech infrastructure

XFEL

FLASH

PETRA

DORIS

Division management

20 – 30 FTE zusätzlich während FLASH-II und PETRA-Ausbau Projektphase

Im XFEL Projekt zusätzlich Einsatz von Projektmitteln: Verträge mit auswärtigen Instituten, Leihkräfte, Outsourcing, befristete Einstellungen

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 30

Neue Ideen und Perspektiven

> Es ist wichtig für DESY als ein weltweit führendes Beschleunigerlabor neben unseren umfassenden Aufgaben beim Betrieb und bei der Umsetzung der laufenden Projekte auch unser Innovationspotential hochzuhalten und langfristige Entwicklungen im Blick zu haben

> Seit kurzem 2 neue Initiativen in diesem Zusammenhang:

Ideenmarkt Beschleuniger

Etablierung eines Forschungsprogramms Beschleuniger innerhalb des Bereichs “Struktur der Materie” der HGF

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 31

Ideenmarkt Juni 2010: 36 Beiträge, Nov 2010: 29 Beiträge

0.5mA CW beam 5mA pulsed beam

g=5 MV/m

g=24 MV/m

~ 3ms incl transients

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Initiative Beschleunigerforschung in der HGF

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Was ist ARD?

> Sechs Helmholtz-Zentren DESY, FZJ, GSI, HZB, HZDR, KIT implementieren Accelerator R&D als eigenständiges Forschungsprogramm im Bereich Struktur der Materie

> Vernetzung zwischen den Zentren und mit Kollaborationspartnern nutzt Synergien, bringt verteilte Expertise zusammen und fördert die Exzellenz und Effizienz des Programms

> Verbesserung der Sichtbarkeit dieses Forschungsfeldes und der Attraktivität für junge Menschen

> Verbessert die Aufstellung der HGF-Zentren für die europäische und internationale Kooperation

> Enge Zusammenarbeit mit Universitäten

Exzellente Perspektiven bei DESY durch Berufungen der Profs. Florian Grüner und Brian Foster (Humboldt Preis) an die Uni HH

Bereits etabliert: Nachwuchsgruppe J. Osterhoff FH/Uni-HH

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Reinhard Brinkmann | Director Accelerator Division | M-Bereichsversammlung | 10. März, 2011 | page 34

ARD Programm bei DESY

> Der Fokus wird auf folgenden Programmthemen liegen:

> Supraleitende CW Hochfrequenztechnik

> Ultra-brilliante Femtosekunden Elektronenstrahlen und Wechselwirkung mit Lasern

> Plasmabeschleunigung

> Entscheidung des HGF Senats erwartet Anfang Juni 2011

proposed ARD funding

0

1

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8

2011 2012 2013 2014 2015ff

Mill

ion

Eu

ro

DESY

gesamt

Wahrscheinliche Limitierung 5M€ DESY ca. 1.5M€/Jahr

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Bitte Fragen und Diskussionsbeiträge!

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Statistik der Leistungsbewertung im M-Bereich

Punktzahl

Häu

figke

it

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Statistik Gruppen-Mittelwerte

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Bitte Fragen und Diskussionsbeiträge!