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Schenefelder Tageblatt

04. Dezember 2016 | 21:33 Uhr

Forschung zwischen Hamburg und Schenefeld : European XFEL startet Betrieb: So funktioniert der Röntgenlaser

vom

Jahrelang wurde unterirdisch zwischen Hamburg und Schenefeld gebaut. Das Ergebnis: ein gigantisches Mikroskop.

Schenefeld | Mit einem Festakt hat die mehrmonatige Inbetriebnahme der Röntgenlaseranlage European XFEL bei Hamburg begonnen. „Heute ist ein wichtiger Tag für die Wissenschaft und Wissenschaftler in Europa und auf der ganzen Welt. Wir erwarten mit Spannung die ersten Experimente“, sagte der stellvertretende polnische Minister für Wissenschaft und Bildung, Piotr Dardzinski, am Donnerstag.

Mit 27.000 Röntgenlaserblitzen pro Sekunde soll die Super-Kamera völlig neue Forschungsmöglichkeiten eröffnen. Die Anlage befindet sich in einem 3,4 Kilometer langen Tunnel, der vom Gelände des Deutschen Elektronen-Synchrotrons in Hamburg-Bahrenfeld bis zur Experimentierhalle in Schenefeld (Kreis Pinneberg) reicht. Der erste Elektronenstrahl soll Anfang 2017 durch die Tunnelanlage gehen, einige Zeit später der erste durch sogenannte Undulatoren erzeugte Röntgenstrahl.

Ab Mitte 2017 wollen Wissenschaftler mit den ultrahellen Röntgenblitzen Prozesse in der Nanowelt sichtbar machen. Von chemischen Reaktionen sollen 3D-Aufnahmen auf atomarer Ebene möglich sein. Der European XFEL (X-Ray Free-Electron Laser) wird nach Angaben von Sprecher Bernd Ebeling der größte und leistungsfähigste Linearbeschleuniger weltweit sein.

Fragen und Antworten zum Superlaser:

Was ist der European XFEL?

Der European XFEL ist ein riesiger Freie-Elektronen-Laser, eine Art Supermikroskop. Forscher sollen hier mit sehr schnellen Röntgenblitzen experimentieren. Die Ergebnisse können zum Beispiel auch Erkenntnisse für die Medizin und die Industrie liefern. Die Forschungsanlage ist 3,4 Kilometer lang, der größte Teil liegt unter der Erde – und zwar in sechs bis 38 Metern Tiefe.

Was lässt sich mit diesen Röntgenblitzen untersuchen?

Durch die besonders kurzen Wellenlängen können die Röntgenblitze winzige Strukturen sichtbar machen, zum Beispiel komplexe Biomoleküle entschlüsseln oder die atomare Ebene von Stoffen erkunden. Außerdem können im XFEL sehr schnelle molekulare Vorgänge gefilmt werden – das ist bisher nicht möglich. Sogar Drücke und Temperaturen wie im Inneren von Planeten können Wissenschaftler erzeugen und Materie in extremen Zuständen erforschen.

Was sind die Eigenschaften der Röntgenblitze?

Pro Sekunde werden 27.000 Röntgenblitze erzeugt. Jeder einzelne Laserblitz ist weniger als 100 billiardstel Sekunden lang. Die Wellenlänge der Blitze ist sehr klein -  in der Größenordnung von Atomen.

Wie werden die Röntgenblitze erzeugt?

In dem Freie-Elektronen-Laser werden Elektronen in Paketen auf hohe Energien gebracht und durch sogenannte Undulatoren – das sind spezielle Magnetanordnungen – gelenkt. Die Elektronen fliegen einen Slalomkurs durch die Anlage. Die Teilchen senden dabei laserartiges Licht aus, das sich immer mehr verstärkt. Am Ende entsteht ein Röntgenblitz.

Wo liegt die Anlage?

Der XFEL beginnt bei der Großforschungsanlage DESY in Hamburg-Bahrenfeld und verläuft bis zum Forschungsgelände im Süden von Schenefeld. Dort soll ein Forschungscampus entstehen, wo internationale Forscher experimentieren sollen. Auf dem Weg dorthin liegt auch noch das Betriebsgelände Osdorfer Born – hier fächert sich das Tunnelsystem in fünf Röhren auf, die in Schenefeld wieder zusammengeführt werden.

Wer hat den Laser gebaut?

Die European XFEL GmbH baut und betreibt den Freie-Elektronen-Laser. Sie arbeitet „nicht gewinnorientiert und wird rund 250 Menschen beschäftigen“, heißt es auf der Website des Unternehmens. An dem Projekt beteiligen sich zwölf Länder: Deutschland, Dänemark, Frankreich, Griechenland, Italien, Polen, Russland, Schweden, Schweiz, Slowakei, Spanien und Ungarn.

Wie teuer ist der XFEL und wer trägt die Kosten?

Bau und Inbetriebnahme sollen rund 1,15 Milliarden Euro kosten. Deutschland trägt davon 54 Prozent – aufgeteilt auf den Bund, Hamburg und Schleswig-Holstein. Russland übernimmt 23 Prozent und die anderen Länder zwischen einem und 3,5 Prozent.

Gab es Zwischenfälle beim Bau?

Bei den Bauarbeiten für den Tunnel senkte sich der Boden ab – in Hamburg-Osdorf entstand im November 2010 ein 15 Quadratmeter großes Loch an einer Pferdekoppel, im Juli 2011 sackte die Erde in einem Wohngebiet ab. Im September 2012 wurden bei Bauarbeiten im Tunnel zwischen Hamburg und Schleswig-Holstein fünf Arbeiter Luft leicht verletzt – drei kamen mit Verdacht auf eine Kohlenmonoxid-Vergiftung ins Krankenhaus. Sie klagten über Atembeschwerden und Übelkeit. Mit 19 Fahrzeugen rückten die Feuerwehrleute aus Hamburg und Schenefeld an. Später kam die Entwarnung: Der Grund für die Übelkeit war laut Feuerwehr verdorbenes Essen.

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erstellt am 06.Okt.2016 | 17:17 Uhr

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