XFEL: Installation des European XFEL Injektors beginnt
Installation des European XFEL Injektors beginnt
In Hamburg-Bahrenfeld hat die technische Installation der Bauteile begonnen, mit denen beim European XFEL der Elektronenstrahl zur Herstellung der weltweit hellsten Lichtblitze erzeugt wird.
Ein Injektor wird Elektronenpakete in den Beschleunigertunnel schießen, die für die Herstellung des Röntgenstrahls benötigt werden. Derzeit installieren Ingenieure die Bauteile, darunter viele Spezialanfertigungen zur Erzeugung einer besonders hohen Zahl von intensiven Röntgen-Lichtblitzen. Der Injektor ist ein Sachbeitrag von DESY für den European XFEL.
Während andere Röntgenlaser wie LCLS in Kalifornien und SACLA in Japan maximal 120 Lichtblitze pro Sekunde produzieren können, werden es beim European XFEL 27 000 sein. Um diese hohe Zahl zu erreichen, muss der Beschleuniger eine ebenso große Zahl von Elektronenpaketen pro Sekunde erzeugen – eine hohe Anforderung an den Injektor. Dies ermöglicht eine spezielle Technologie, die für den Freie-Elektronen-Laser FLASH bei DESY entwickelt wurde.
Teil dieser Technologie ist eine von den Wissenschaftlern als „Gun“ bezeichnete hochpräzise, wassergekühlte Elektronenkanone, die den ersten Teil des Injektors bildet. Die Elektronen stammen von einer negativ geladenen Elektrode aus Cäsiumtellurid im inneren der Kanone, die ihren Platz im siebten Untergeschoss in der Injektorhalle am Tunneleingang finden wird. Ein UV-Laserpuls löst die Elektronen von der Metalloberfläche; sie bilden dabei eine als Elektronenpaket bezeichnete Wolke. Von einem Klystron produzierte elektromagnetische Wellen (Hochfrequenz- oder RF-Pulse) beschleunigen die Elektronen von der Elektrode weg in einem kurzen nicht-supraleitenden Beschleunigerbereich in den supraleitenden zweiten Teil des Injektors. Eine Reihe von Hohlleitern leitet den RF-Puls von den Klystrons im dritten Untergeschoss nach unten bis zur Elektronenkanone.
„Momentan schließen wir gerade den Einbau der Infrastruktur ab, also von Strom, Kühlwasser und Klimatisierung“, sagt Frank Brinker, der für die Installation des Injektors verantwortlich ist. Gleichzeitig haben andere DESY-Gruppen mit der Installation weiterer Baueinheiten des Röntgenlasers wie Klystrons, Hohlleiter, Modulatoren und Pulstransformatoren begonnen. Die Teams bauen auch ein sogenanntes Interlock-System am Tunneleingang ein, das das Personal später vor der Strahlung der Elektronenkanone schützen wird. Hinzu kommen Netzwerkverbindungen, ein Kontroll- sowie ein Kühlsystem.
Die Elektronenkanone soll Anfang Oktober in der Injektorhalle installiert werden, gegen Ende des Monats werden dann die verschiedenen Komponenten getestet. „Nun können wir endlich die seit langem entwickelten Komponenten einbauen – eine spannende Zeit“, erklärt Klaus Flöttmann, Projektleiter für den Injektorkomplex bei DESY.
