XFEL: Kryostat aus Polen für Tieftemperaturtests

Das komplizierte Innenleben des fünf Tonnen schweren und 4,5 Meter hohen Metallzylinders, den ein polnischer Lkw nach über zehn Stunden Fahrt in der AMTF-Halle auf dem DESY-Gelände anlieferte, kennen nur die Spezialisten. Eingesetzt wird der Kryostat, um die supraleitenden Niob-Resonatoren für den Beschleuniger des European XFEL zu testen. Dazu arbeitet er bei Temperaturen, die zwei Grad über dem absoluten Nullpunkt liegen (also bei minus 271 Grad Celsius), und muss im Wochenrhythmus abgekühlt und aufgewärmt, werden – ein aufwendiges Prozedere, das nur dank des entsprechenden Hightech-Innenlebens möglich ist.

Die drei Hauptkomponenten der polnischen Kryostate sind der innere Drucktank für suprafluides Helium, in dem vier Resonatoren hängen, ein Hitzeschild aus Kupfer, das den Heliumtank umgibt und gegen Wärme abschirmt, sowie der äußere Tank, der das gesamte Hightech-Innenleben einschließt und das Vakuum aufrechterhält. Hinzu kommen eine Vielzahl hochpräziser Instrumente, wie Spezialthermometer zur Messung tiefster Temperaturen, Helium-Leitungen, Wärmetauscher, Isolatoren und spezielle Kryoelemente. „Die Herstellung der Kryostate bietet uns die Möglichkeit, sowohl außerordentlich wertvolle Erfahrung für die Entwicklung von Komponenten von Großforschungsanlagen zu sammeln, Zugang zu einzigartigem Wissen zu erlangen und unsere Leute zu trainieren“, erklärt Professor Grzegorz Wrochna, Direktor des Forschungszentrums Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), in der Pressemeldung seiner Einrichtung. Das NCBJ koordiniert die polnischen Beiträge zum European XFEL.

Einen Tag nach seiner Ankunft wurde der erste Kühlbehälter in der AMTF-Halle (AMFT steht für Accelerator Module Test Facility, Testanlage für Beschleunigermodule) aufgerichtet und später in ein vorbereitetes Loch im Hallenboden eingelassen. In den kommenden Wochen wird hier ein Team aus polnischen Projektpartnern den Kryostaten montieren und in Betrieb nehmen.

Im November dieses Jahres startet der Serientest: In jeden Kühlbehälter werden jeweils vier supraleitende Niob-Resonatoren gehängt und einem strengen Qualitätstest unterzogen. Etwa 800 Resonatoren sind es insgesamt. Nach bestandenen Tests werden sie in Achtergruppen in 12 Meter lange Module eingebaut. Der Linearbeschleuniger des European XFEL besteht aus 100 solcher Module (s. Feature „Internationale Resonanz“).