Der größte supraleitende Linearbeschleuniger der Welt

  • 21. April 2017

Teilchenbeschleuniger des Röntgenlasers European XFEL in Betrieb.

Der internationale Röntgenlaser European XFEL hat einen der letzten großen Meilen­steine auf dem Weg zum Beginn der wissen­schaft­lichen Experi­mente erreicht: DESY hat den Teil­chen­beschleu­niger, der den Röntgen­laser antreibt, erfolgr­eich auf voller Länge in Betrieb genommen. Die schnellen Teil­chen durch­fliegen nun den kom­pletten 2,1 Kilo­meter langen Beschleu­niger­tunnel. Im näch­sten Schritt wird die Energie der Elek­tronen weiter erhöht, bevor sie in die magne­tische Slalom­strecke geschickt werden, in der sie das helle Röntgen­laser­licht erzeugen. Dieses „First Lasing“ ist für Mai geplant.

Beschleunigertunnel

Abb.: Blick in den 2,1 Kilometer langen Beschleu­niger­tunnel des European XFEL mit den gelben supra­lei­tenden Beschleu­niger­modulen. (Bild: D. Nölle, DESY)

„Der Teilchenbeschleuniger des European XFEL ist der erste supra­leitende Linear­beschleu­niger dieser Größe, der auf der Welt in Betrieb genom­men wird. Mit der Inbe­trieb­nahme dieser komplexen Anlage krönen DESY- und Euro­pean-XFEL-Wissen­schaftler ihr zwanzig­jähriges Engage­ment in Entwick­lung und Bau dieses inter­natio­nalen Groß­projekts. Die ersten Experi­mente sind nun in greif­barer Nähe“, sagt Helmut Dosch, Vor­sitzen­der des DESY-Direk­to­riums. Der European XFEL ist ein Röntgen­laser der Super­lative: Die Forschungs­anlage wird in Zukunft bis zu 27.000 Röntgen­laser­blitze pro Sekunde produ­zieren, jeder so kurz und inte­nsiv, dass die Forscher damit Struk­turen und Bewe­gungen auf atomarer Ebene abbilden können.

Der supraleitende Teilchenbeschleuniger der Anlage ist die Schlüssel­kompo­nente für die Funk­tion des insge­samt 3,4 Kilo­meter langen Röntgen­lasers. Die supra­leitende TESLA-Techno­logie des Beschleu­nigers, die in inter­natio­naler Zusammen­arbeit unter DESY-Feder­führung ent­wickelt wurde, ist Basis für die einzig­artig hohe Rate von Röntgen­laser­blitzen. Von Dezember bis Januar war der Beschleu­niger zunächst auf seine Betriebs­tempe­ratur von minus 271 Grad Celsius abge­kühlt worden. Dann gingen der Injek­tor und der vordere Abschnitt des Haupt­beschleu­nigers in Betrieb, die zusammen 18 von 98 Beschleu­niger­modulen um­fassen. Hier werden die Elek­tronen­pakete sowohl beschleu­nigt als auch in drei Stufen auf eine Länge von bis zu zehn Mikro­meter ver­kürzt. Zuletzt wurde der dritte Abschnitt des Beschleu­nigers in Betrieb genommen. Die Elek­tronen errei­chen aktuell eine Energie von zwölf Giga-Elek­tronen­volt, im Regel­betrieb sind bis zu 17,5 GeV geplant.

„Die Energie und weitere Eigenschaften der Elektronen­pakete liegen jetzt bereits in dem Bereich, wo sie auch im ersten Nutzer­betrieb liegen werden“, sagt DESY-Physiker Win­fried Decking, der die Inbe­trieb­nahme des European-XFEL-Beschleu­nigers leitet. Das Zusammen­spiel der ein­zelnen Kompo­nenten des Beschleu­nigers und der Strahl­führung wird jetzt intensiv geprüft, bevor die beschleu­nigten Elek­tronen in die nach­fol­genden, bis zu 210 Meter langen spezi­ellen Magnet­anord­nungen, die Undula­toren, geführt werden. Dort werden sie das helle Röntgen­laser­licht erzeugen. Der wissen­schaft­liche Experi­men­tier­betrieb soll im Herbst dieses Jahres beginnen.

DESY / E-XFEL / RK

Weitere Infos

Share |

Newsletter

Haben Sie Interesse am kostenlosen wöchentlichen oder monatlichen pro-physik.de-Newsletter? Zum Abonnement geht es hier.

Webinar

Warum reale Linsensysteme nur multiphysikalisch simuliert werden können

  • 22. June 2017

Die numerische Simulation gehört mittlerweile zum Standardrepertoire in der Forschung und Entwicklung von optischen Komponenten, Linsensystemen und Objektiven. Die optischen Eigenschaften können mit der Raytracing-Methode einfach und effizient charakterisiert werden.

Alle Webinare »

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer