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Röntgenlaseranlage European XFEL : Mit Video: Hamburgs Superlaser soll erste ultrakurzen Lichtblitze erzeugen

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Die Anlage geht durch einen 3,4 Kilometer langen Tunnel. shz.de erklärt, was der Superlaser kann.

shz.de von
erstellt am 04.Mai.2017 | 08:23 Uhr

Hamburg/Schenefeld | Die als Superlaser bekannte neue Röntgenlaseranlage European XFEL in Schenefeld bei Hamburg soll am Donnerstag (10 Uhr) ihre ersten ultrakurzen Lichtblitze erzeugen. Der sogenannte Linearbeschleuniger der Anlage wird dafür Elektronen in eine Strecke genau ausgerichteter Spezialmagnete leiten. Die Betreiber sprechen vom „First Lasing“.

Der European XFEL soll eine Art Super-Kamera mit bis zu 27.000 Röntgenlaserblitzen pro Sekunde sein. Wissenschaftler wollen damit etwa chemische Reaktionen im Nanokosmos filmen.

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. Im Herbst dieses Jahres sollen zunächst zwei der geplanten sechs Instrumente für Experimente zur Verfügung stehen.

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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