Luvata und NIIEFA erwarten den Start des European-XFEL-Röntgenlasers
(20. Februar 2017) 2016 wurde der größte und leistungsfähigste Linearbeschleuniger der Welt – der European XFEL – fertiggestellt und in Betrieb genommen. XFEL ist eine internationale Röntgenlaser-Forschungseinrichtung, an der ein Dutzend europäische Unternehmen und Institutionen, einschließlich das Forschungszentrum DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), JSC NIIEFA (oder Efremov-Forschungsinstitut) und Luvata zusammengearbeitet haben.
Foto: Der europäische Freie-Elektronen-Laser für Röntgenlicht XFEL. Quelle: © DESY 2017
Der European XFEL Röntgenlaser
ist stolze 3,5 km lang. Die Anlage basiert auf einen supraleitenden
Linearbeschleuniger, der extrem kurze oder lange Röntgenblitze aussendet und
bisher unerreichte Einblicke in die Nanowelt erlaubt. Große Veränderungen stehen
2017 mit Fertigstellung und Aufnahme des offiziellen Forschungsbetriebs bevor. Die
Betreiberverantwortung liegt beim Forschungszentrum DESY.
Die Inbetriebnahme soll in
den kommenden Monaten beginnen, damit externe Wissenschaftler in der zweiten
Jahreshälfte 2017 erstmals Experimente in der Anlage durchführen können.
Sobald der XFEL-Röntgenlichtdetektor
voll funktionsfähig ist, erzeugt er 27.000 extrem helle Röntgenblitze pro
Sekunde – eine bislang unerreichte Bilanz. „Man kann es sich als eine superstarke
Hochgeschwindigkeitskamera vorstellen. Mit den erzeugten Röntgenblitzen können
Forscher atomare Details von Viren und die Zusammensetzung neuartiger
Werkstoffe entschlüsseln, Aufnahmen von chemischen Reaktionen machen, ultraschnelle
Prozesse untersuchen und filmen und Materie unter extremen Bedingungen
studieren“, erklärt Dr. Bernward Krause, Verantwortlicher bei DESY für den
XFEL-Röntgenlaser.
Das Efremov-Forschungsinstitut
im russischen Sankt Petersburg hat in Zusammenarbeit mit DESY alle normalleitenden
Elektromagnete für den europäischen XFEL-Teilchenbeschleuniger hergestellt. Die
gesamte Baugruppe der von NIIEFA hergestellten und konstruierten
elektromagnetischen Geräte besteht aus 715 Magneten, davon 23 unterschiedliche Magnettypen
mit 45 Optionen: 101 Dipole, 276 Quadrupole, 60 Sextupole, 3 Oktupole, 275 Korrektormagnete
und Ersatzspulen für die verschiedenen Magnettypen. Die meisten dieser Magnete
(ohne Korrektormagnete) wurden mit Luvata-Leitern hergestellt.
20 Kilometer von Luvatas
fugenlosem Mileon®-Hohlleiter sind in den Elektromagneten eingebaut. Hohlleiter
werden in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, darunter
Teilchenbeschleuniger, MRT-Scanner, Plasmaforschungsgeräte und Induktionsöfen.
Mileon wird nur aus sauerstofffreiem Kupfer hergestellt, das eine elektrische
Leitfähigkeit von 101-102% IACS und eine Wärmeleitfähigkeit von 390 W/km
bietet.
„Leckagen in Magneten sind
nicht reparierbar und der gesamte Magnet muss ausgetauscht werden“, erklärt Dr.
Eduard Bondarchuk, NIIEFA-Leiter der Abteilung für Berechnung und Konstruktion.
Er ist derjenige, der alle europäischen XFEL-Magnete berechnet und konstruiert
hat. „Im Gegensatz zu herkömmlichen Hohlleitern, bei denen jede Verbindung im
Magneten zusätzliche Arbeit verursacht und auch ein großes Leckage-Risiko
darstellt, gibt uns Luvatas Mileon die notwendige Sicherheit, die bei diesem europäischen
XFEL-Großforschungsprojekt unumgänglich ist. Wir arbeiten seit über 20 Jahren
mit Luvata zusammen und wurden bislang nie enttäuscht.“
„Wir möchten die inhärenten
Eigenschaften der elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer optimal ausnutzen“,
reflektiert Tuomas Korvenkangas, Produktmanager bei Luvata Spezialprodukte in
Pori, Finnland. „Die Möglichkeit zu einem Forschungsprojekt von dieser
Größenordnung beizutragen, das uns helfen könnte aktuell noch nicht heilbare Krankheiten
besser zu verstehen und neue Medikamente zu entwickeln, ist eine lohnenswerte
Arbeit. Wir begrüßen die Bemühungen von European XFEL, DESY, das Efremov-Forschungsinstitut
und der anderen Teilnehmer weltweit.“
-Ende-
Über XFEL:
Der europäische
Röntgen-Freie-Elektronen-Laser (European XFEL) ist eine Großforschungsanlage,
die sich unter der Erde in einem Tunnel zwischen den Bundesländern Hamburg und Schleswig-Holstein
erstreckt. [Update]. An dieser Röntgenlaser-Forschungseinrichtung sind 11
Länder beteiligt (Dänemark, Frankreich, Deutschland, Ungarn, Italien, Polen,
Russland, die Slowakei, Spanien, Schweden und die Schweiz). Der Beschleuniger
bringt Elektronen nahezu auf Lichtgeschwindigkeit im Röntgenbereich und ist
extrem intensiv und milliardenfach heller als das von herkömmlichen
Synchrotron-Lichtquellen erzeugte Laserlicht.
Über DESY:
Das Deutsche
Elektronen-Synchrotron DESY ist eines der weltweit führenden
Beschleunigerzentren zur Erforschung der Materie. Die Forscher nutzen die
großflächigen Forschungseinrichtungen von DESY, um den Mikrokosmos in seiner
ganzen Vielfalt zu erforschen - von den Wechselwirkungen winziger
Elementarteilchen über das Verhalten der Nanowelt bis hin zu lebenswichtigen
biomolekularen Prozessen. Die Beschleuniger wie auch die Nachweisinstrumente,
die DESY entwickelt und baut, sind einzigartige Werkzeuge für die Forschung.
Sie erzeugen das stärkste Röntgenlicht der Welt, bringen Teilchen auf
Rekordenergien und öffnen völlig neue Fenster ins Universum. Außerdem arbeiten
DESY-Forscher federführend mit Industrie und Wirtschaft zusammen, um neue
Technologien zu fördern, die der Gesellschaft in vielfältiger Weise
zugutekommen und Impulse für Innovationen geben.
Über das Efremov-ForschungsiInstitut:
Das 1945 gegründete
Efremov-Forschungsinstitut für elektrophysikalische Geräte (NIIEFA) in Sankt
Petersburg, Russland, entwickelt und fertigt Zyklus-Beschleuniger, Laser,
thermonukleare Geräte, elektrische Magnete und andere Spezialgeräte für
zahlreiche nationale und internationale Kunden. Insbesondere verfügt NIIEFA
über umfangreiche Erfahrung und Fachkräfte im Bereich Konstruktion, Engineering
und Herstellung von Elektromagneten für Beschleuniger und experimentelle physikalische
Geräte.