European XFEL: Der größte Röntgenlaser der Welt

18. Jan 2017 item Redaktion

European XFEL in HamburgWie Reinraumtechnik eines der bedeutendsten Forschungsprojekte der Gegenwart unterstützt. 

Tief unter der Erde wird bald Forschungsgeschichte geschrieben: Bereits in diesem Jahr nimmt das milliardenschwere Forschungsprojekt European XFEL unter Federführung des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (Desy) seinen Betrieb auf. Herzstück der insgesamt 3,4 Kilometer langen Tunnelanlage, die von einem Teil Hamburgs bis an die Grenze der Stadt Schenefeld (Schleswig-Holstein) reicht, ist ein Hochleistungs-Röntgenlaser. Er wird bis dato unbekannte Einblicke in die Nanowelt ermöglichen. An dem Projekt sind insgesamt 11 europäische Länder beteiligt, wobei Deutschland rund 60 Prozent der Kosten trägt. 

Teilchenbeschleuniger in Hamburg

Im Allgemeinen sollte man mit Superlativen ja vorsichtig sein, doch bei der Forschungsanlage European XFEL handelt es sich in der Tat um ein Projekt von gewaltigen Ausmaßen: Die 1,22 Milliarden teure Anlage produziert 27.000 Röntgenlaserblitze pro Minute. Gegenüber herkömmlichen Röntgenstrahlungsquellen bedeutet dies eine milliardenfache Steigerung. Daher ist es möglich, Bilder von extrem schnellen Prozessen einzufangen. 

Der 1,7 km lange, supraleitende Linearbeschleuniger stellt das Kernstück der European XFEL dar. Hier werden die Elektronen in 96 jeweils 12 Meter langen Rohren in einem Vakuum beschleunigt. Die Verbindung der einzelnen Rohre erforderte aufgrund der darin befindlichen Technik und zwischengeschalteten Messsysteme erheblichen Aufwand. Hinzu kamen strenge sauberkeitstechnische Anforderungen: Die Montage musste unter Reinraumbedingungen stattfinden, denn jegliche Partikel würden das Vakuum im Strahlrohr empfindlich stören. 

Flexibel, mobil, reinraumtauglich

Zusätzlich sollte die zu erstellende Lösung mobil sein, da alles andere einfach nicht ökonomisch gewesen wäre. Schließlich mussten diese Arbeiten im gesamten Tunnel verrichtet werden. Hier kam das Unternehmen CCI – von Kahlden GmbH ins Spiel. Die Reinraum-Spezialisten aus Leinfelden-Echterdingen konstruierten drei mobile Reinräume. Seit mehr als acht Jahren setzt Geschäftsführer Thomas von Kahlden auf unsere Profiltechnik. Aufgrund der speziellen Ausrichtung auf saubere Prozesse und geschlossenen Nuten kam auch hier das Profil X8 zum Einsatz.  

Reinraumkonforme Montage und Wartung für European XFEL 

Die Basis der mobilen Reinräume stellt ein Grundpodest von item dar, auf dem sich sogenannte „Hauben“ befinden, die rechts und links an die Modulverbindungen mit dem Strahlohr als Kern angedrückt werden. Durch Lüftungstechnik mit entsprechender Filtration wird dort eine saubere Umgebung geschaffen – innerhalb weniger Minuten nach dem Einschalten des Systems. Nun benötigen die Werker lediglich lange Handschuhe, um ihre Hände in den Reinraum-Bereich zu stecken und die Montagen zu verrichten. Die Lüftungstechnik schafft innerhalb des Systems einen Überdruck. Den Werkern strömt dadurch an den Öffnungen, an denen sie eingreifen, Luft entgegen. Auf diesem Weg können daher keine Verschmutzungen von außen in das System eindringen. 

Auch nach der Inbetriebnahme des Linearbeschleunigers besteht noch großer Bedarf nach den mobilen Reinräumen, die dank unserer Hubfüße flexibel an Unebenheiten im Tunnel anpassbar und für Service- und Wartungsarbeiten an den Modulverbindungen von entscheidender Bedeutung sind. Die hierfür benötigten Werkzeuge und Verbindungselemente werden zunächst in das System auf der unteren Ebene eingelegt und gereinigt. Nachdem der Werker seine Arbeitsposition eingenommen hat, kann er die Teile über eine Linearachse auf die Arbeitshöhe nach oben befördern. 

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