Helmholtz-Gemeinschaft

Karlsruher Institut für Technologie

KIT

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Großforschungsbereichs des Karlsruher Instituts für Technologie sind eingebettet in die übergeordnete Programmstruktur der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft und gliedern sich in vier Forschungsbereiche mit insgesamt 13 Programmen.

 

Forschungsbereich Energie

Im Programm Erneuerbare Energien setzt das KIT Schwerpunkte auf die Themen Biomasse für chemische Energieträger und Geothermische Technologien. Im Rahmen des europäischen Fusionsprogramms werden im Programm Kernfusion grundlegende technische Fragestellungen im Hinblick auf die Entwicklung eines Fusionsleistungsreaktors bearbeitet. Im Vordergrund stehen die Forschungsschwerpunkte Supraleitende Magnete, Gyrotron-Entwicklung, Feststoff-Blanket, Tritium-Technologie und Materialforschung. Das Programm Nukleare Sicherheitsforschung untersucht wissenschaftliche-technische Aspekte zu den Themen Sicherheit von Kernreaktoren, Verminderung der Radiotoxität des langlebigen Abfalls, Sicherheit der nuklearen Entsorgung sowie Strahlenforschung. Im Programm Rationelle Energieumwandlung und -nutzung sind die methodischen Arbeiten zur nichtnuklearen Energietechnik zusammengefasst. Sie konzentrieren sich insbesondere Supraleitung, energieeffiziente Brennstoffumwandlung, Mitverbrennung heterogener Einsatzstoffe und Entwicklung innovativer Prozesse mittels Mikrowellen- und Mikroverfahrenstechnik sowie katalytischer Verfahren. Im interdisziplinären Forschungsprogramm Technologien, Innovation und Gesellschaft werden nicht-technische Aspekte wie politische und ökonomische Rahmenbedingungen, die Akzeptanz in der Bevölkerung oder ethische Faktoren mit systemanalytischen und sozialwissenschaftlichen Verfahren untersucht, vielfach in enger Kooperation mit den technisch arbeitenden Instituten am KIT.

 

Forschungsbereich Erde und Umwelt

Das Programm Atmosphäre und Klima erforscht die Änderungen der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre durch natürliche Einwirkungen und menschliches Handeln, den Wasserkreislauf und Naturkatastrophen, die Vorgänge in der Stratosphäre oberhalb von ca. 12 km Höhe und in der Übergangsschicht zur darunter liegenden Troposphäre sowie die Folgen von Klimaänderungen in empfindlichen Regionen. Die Arbeiten umfassen den Einsatz unterschiedlicher Methoden, die von Laborexperimenten über große Feldmessprogramme mit Flugzeugen, Ballonen und Radargeräten, zur Modellierung der Vorgänge bei einzelnen Schwebteilchen in der Luft bis zum globalen Stratosphärenmodell reichen. Es werden neue Messgeräte und -verfahren für Messungen am Boden (Bodenfeuchte, Turbulenz in der bodennahen Luftschicht), in der freien Atmosphäre (Ballonsonden, Flugzeugsensoren, Forschungsflugzeug HALO) und auch vom Satelliten aus entwickelt und eingesetzt. Die Modelle beinhalten auch die Wechselwirkung mit der Biosphäre (Energie-, Wasser- und Spurengasaustausch mit Pflanzen) und, in Kooperation mit anderen Helmholtzzentren, die Kopplung mit allen anderen Komponenten des Erdsystems. Die dabei entwickelten Methoden und Messverfahren dienen nicht nur der Grundlagenforschung, sondern werden vielfach auf Probleme angewandt, etwa bei der Luftreinhaltung und Katastrophenvorsorge. Die Arbeiten sind in ein Netzwerk nationaler und internationaler Verbundvorhaben eingebunden, umfassen aber auch direkte Kooperationen mit Verbänden und Industrieunternehmen.

 

Forschungsbereich Schlüsseltechnologien

Im Programm BioInterfaces verfolgen Biologen, Chemiker, Physiker, IT-Spezialisten, Ingenieure und Mathematiker das gemeinsame Ziel, lebende Systeme zu steuern - es schlägt eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und Entwicklung einerseits und anwendungsorientierten Technologien und Produkten andererseits. Das Programm NANOMIKRO: Wissenschaft, Technologie, Systeme betreibt Forschung und Entwicklung in den Themenfeldern Quanteneffekte und molekulare Bausteine, neuartige funktionale Materialien, zuverlässige Strukturierungs- und Charakterisierungsverfahren, neue optische und photonische Systeme sowie Energiespeichersysteme. NANOMIKRO betreibt die Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF). Der wesentliche Schwerpunkt des Programms Supercomputing ist die Verknüpfung von innovativen Diensten und forschungsgetriebenen Aufgaben. Neben der Integration von Hochleistungsrechnern und Clustern, sowie heterogenem Speicher in verteilten Strukturen ist die Ertüchtigung der Software wissenschaftlicher Anwendungen zur effizienten Nutzung von Supercomputern, Grids und Clouds das vorrangige Ziel.

 

Forschungsbereich Struktur der Materie

Das KIT engagiert sich mit seinem Programm Astroteilchenphysik international mit dem Pierre Auger-Observatorium in der Erforschung der kosmischen Strahlung, mit dem EDELWEISS-Experiment zur direkten Suche nach Dunkler Materie und mit der KATRIN-Anlage in der Neutrinophysik. Das Programm Synchrotronstrahlung erweitert die Breite der Anwendungsmöglichkeiten der Synchrotronstrahlung als Werkzeug zur Untersuchung und Modifikation von Materialien durch die Entwicklung von Systemen und Komponenten zu ihrer Erzeugung. Im Mittelpunkt stehen dabei Arbeiten, mit denen die Leistungsfähigkeit von Mittelenergie-Synchrotronstrahlungsquellen, insbesondere der Angströmquelle Karlsruhe (ANKA), verbessert werden kann, ebenso wie die Entwicklung des supraleitenden Miniundulators und der Aufbau des Synchrotron-Umweltlabors. Um die riesigen Datenmengen des größten Teilchenbeschleunigers der Welt, des Large Hadron Collider (LHC) verarbeiten und auswerten zu können, haben Wissenschaftler ein globales Netz von Computern geknüpft. Als einer der elf weltweiten Hauptknotenpunkte ist das am KIT angesiedelte Grid Computing Centre Karlsruhe (GridKa) maßgeblich an der Speicherung und Analyse der Daten aus den LHC-Experimenten ALICE, ATLAS, CMS und LHCb beteiligt. Darüber hinaus stellt es Rechen- und Speicherkapazität für andere Hochenergiephysik-Experimente sowie das Astroteilchenphysik-Experiment Auger bereit.

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24.04.2014