Beschreibung

Gyrotrons sind weltweit die leistungsfähigsten Hochfrequenzquellen mit Ausgangsleistungen von wenigen Watt bis über 1 MW im Millimeterwellen (30 – 300 GHz) - und sub-THz (bis 1 THz) -Bereich. Sie sind somit in der Lage, die sogenannte THz-Lücke für leistungsfähige Quellen zu schließen. Das Gyrotron zählt zur Klasse der Vakuumelektronenröhren. Die Anwendungsgebiete für Gyrotrons reichen von der Kernfusion über Hochleistungsradaranlagen bis zum Kernspinresonanz-Spektrometer (DNP-NMR). Insbesondere werden Gyrotrons zur Heizung und Stabilisierung von Fusionsplasmen in heutigen Versuchsreaktoren und zukünftigen Kernfusionskraftwerken zwingend benötigt. In geplanten Reaktoren ist die Verwendung von Millimeterwellen im Bereich 100 bis über 200 GHz mit einer Gesamtleistung von 10 – 100 MW vorgesehen.

Die am Forschungszentrum Karlsruhe entwickelten weltweit ersten 1 MW Dauerstrich-Gyrotrons werden im magnetischen Fusionsgroßexperiment Wendelstein 7-X zum Aufbau und Heizen des Plasmas eingesetzt. Für zukünftige Experimente, wie ITER und DEMO, sind Röhren mit höherer Ausgangsleistung bei verschiedenen Frequenzen in der Entwicklung.

Das Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik (IHM) bietet in enger Zusammenarbeit mit dem IHE ständig sowohl theoretische als auch praktische Arbeiten an. In den theoretischen Arbeiten können Themen zum Entwurf von Gyrotronkomponenten mit Hilfe der vorhandenen Simulationsumgebungen behandelt werden. Die Bandbreite der praktischen Aufgabenstellungen reicht vom Schaltungsentwurf bis zur Messtechnik im Millimeterwellenbereich. Die möglichen Arbeiten umfassen Schwerpunkte, wie sie für einen späteren Berufseinstieg im Bereich der Hochfrequenztechnik nötig sind.

Die Studien-, Bachelor- und Masterarbeiten werden gemeinsam mit dem Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik der Universität Karlsruhe (TH) betreut und im fairen Vergleich mit den laufenden Arbeiten am IHE bewertet.