European XFEL: Keine Schraube mehr locker

  • 10. October 2016

Die 3,4 Kilometer lange unterirdische Anlage des Röntgenlasers European XFEL ist fertig gestellt.

Der European XFEL soll ab 2017 extrem kurze und helle Röntgenlichtblitze erzeugen, die neue Einblicke in Strukturen und schnelle Abläufe im Nanokosmos ermöglichen. Die Anwendungen reichen von der Strukturbiologie über Chemie, Physik und Materialwissenschaften bis hin zu Umwelt- und Energieforschung oder der Erkundung von Zuständen, wie sie im Inneren von Planeten herrschen.

Nach sechs Jahren Bauzeit ist die unterirdische Anlage dieser komplexen Großforschungseinrichtung fertiggestellt. Hauptgesellschafter der European XFEL GmbH ist das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg. „Der European XFEL ist voller Superlative“, betonte DESY-Direktor Helmut Dosch im Rahmen der Feier zur Inbetriebnahme, die am 6. Oktober mit 350 Gästen am Standort Schenefeld in Schleswig-Holstein stattfand.

Insgesamt 96 supraleitende Beschleunigerstufen bringen die Elektronen auf eine Energie von bis zu 17,5 Milliarden Elektronenvolt. 800 Magnete halten die Elektronen auf ihrer Bahn, auf der es insgesamt 20000 Vakuumverbindungen gibt, die 200000 Hightech-Schrauben zusammenhalten. Die letzten fünf Schrauben wurden nun im Rahmen der Feier festgezurrt.

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Fünf Schrauben der letzten Vakuumverbindung galt es noch festzudrehen, damit die Inbetriebnahme des European XFEL beginnen kann: (von rechts) Hamburgs Zweite Bürgermeisterin Katharina Fegebank, Beatrix Vierkorn-Rudolph beim BMBF verantwortlich für Großgeräte und Grundlagenforschung, European XFEL-Geschäftsführer Massimo Altarelli, der polnische stellvertretende Minister für Wissenschaft und Bildung Piotr Dardziński und der Vorsitzender des DESY Direktoriums Helmut Dosch. (Foto: European XFEL)

In den nächsten Wochen werden DESY-Wissenschaftler zunächst den von einem internationalen Konsortium unter ihrer Federführung gebauten 1,7 Kilometer langen supraleitenden Elektronen-Beschleuniger schrittweise auf die Betriebstemperatur von –271 Grad Celsius abkühlen und in Betrieb nehmen. Die beschleunigten Elektronenpakete werden voraussichtlich im Frühjahr 2017 weiter in den Photonenteil der Anlage geleitet, den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des European XFEL gebaut haben.

Dort erreichen die Elektronen die Undulatoren, die aus einer Kette entgegengesetzt gepolter Magnete bestehen und die Elektronenpakete auf bis zu 210 Meter langen Strecken auf einen engen Slalomkurs bringen. In einem sich selbst lawinenartig verstärkenden Prozess entstehen dabei extrem helle und kurze Röntgenblitze mit laserartigen Eigenschaften.

Ab Sommer 2017 sollen externe Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus aller Welt zunächst zwei von sechs mittelfristig geplanten Experimentierstationen der Anlage nutzen können. Seine volle Leistungsfähigkeit soll der European XFEL 2018 erreichen. Für die Zeit danach besteht die Möglichkeit, zwei weitere Beamlines einzurichten und die Zahl der Experimentierstationen auf 15 zu erhöhen.

Am rund 1,2 Milliarden Euro teuren European XFEL sind insgesamt elf europäische Länder beteiligt. Als Sitzland trägt Deutschland (Bund, Hamburg und Schleswig-Holstein) 58 Prozent der Baukosten. Russland übernimmt 27 Prozent und die anderen internationalen Partner zwischen einem und drei Prozent.

„Alle Mitgliedsländer sind sehr zufrieden mit den großen Fortschritten, die uns an den Punkt gebracht haben, an dem die Inbetriebnahme einer weltweit führenden Einrichtung für die Forschung mit Röntgenstrahlen beginnen kann“, sagte der Vorsitzende des European XFEL Council, der dänische Physiker Martin Meedom Nielsen und betonte: „Dies ist in gewisser Hinsicht ein unglaublicher Erfolg, weil die Komplexität des Projekts oft Lösungen für technische Herausforderungen jenseits des Stands der Technik erforderte.“

Alexander Pawlak / European XFEL

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