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Elektrotechnik und Rechenzentrumstechnologie für weltgrößten Röntgenlaser

European XFEL setzt auf Kompetenz der Vater Unternehmensgruppe

22.05.2017 - Es ist eine Forschungsanlage der Superlative: fast acht Jahre Bauzeit, mehr als 1,2 Milliarden Euro teuer. Im Mai hat die leistungsstärkste Röntgenquelle der Welt, der European XFEL in Schenefeld, die ersten ultrakurzen Lichtblitze erzeugt. Ermöglicht wurde das sogenannte First Lasing auch durch Mitwirken der Vater KNS energy, die das Großprojekt in den Bereichen Elektrotechnik und Rechenzentrumstechnologie unterstützt. Die Anforderungen an den Kieler IT-Dienstleister waren alles andere als gewöhnlich.

Nicht weniger als eine „neue Ära der Forschung" soll er einleiten: Der European XFEL (X-Ray Free-Electron Laser) macht das sichtbar, was bislang nicht möglich war. Die Anlage befindet sich in einem 3,4 Kilometer langen Tunnel, der vom Hamburger Großforschungszentrum DESY ins schleswig-holsteinische Schenefeld reicht. In zwölf Meter Tiefe bringt der weltweit leistungsstärkste Linearbeschleuniger Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Durch eine spezielle Magnetanordnung gelenkt, senden die Teilchen Licht aus, das sich schließlich zu ultrakurzen Laserblitzen im Röntgenbereich verstärkt – 27.000 mal pro Sekunde und mit einer milliardenfach höheren Leuchtstärke als jede herkömmliche Röntgenstrahlungsquelle. Die Anwendungsmöglichkeiten lassen sich bislang nur erahnen: Wissenschaftler wollen damit atomare Strukturen und Reaktionen untersuchen, um dann neue Medikamente oder Materialien zu entwickeln.

Kompetenz entscheidend

Dass eine solche Großforschungsanlage enorme Anforderungen an die Bereiche Elektrotechnik und Rechenzentrumstechnologie stellt, versteht sich von selbst. Dabei sind es gar nicht die schieren Zahlen, die eine Idee von den tatsächlichen Herausforderungen geben: mehr als 50 Serverschränke und mehr als 20 Kilometer verlegte Lichtwellenleiter, Kat- und Koaxialkabel im fertiggestellten ersten Bauabschnitt. Vor allem die spezifischen Besonderheiten im wissenschaftlichen Umfeld, etwa die Abschirmung gegen intensive Röntgenstrahlung, gilt es zu bewältigen. Standardkomponenten und gebräuchliche Arbeitsmethoden führen da nicht immer zum Ziel.

Individualentwicklung für Koax-Panel

Das galt auch für die Koax-Kupplungen, die vorwiegend im Rechenzentrum verbaut wurden. Gefordert waren „Koax-Panel leitend" und „Koax-Panel elektrisch isoliert" für die Koaxial-Kabel-Verteilerschränke. „Die Anforderungen waren detailliert definiert", so Jürgen Francke, Projektleiter bei Vater. Material, Verhalten und Bemaßung klar beschrieben. Nur: „Solche Panels gibt es nicht von der Stange, hier war eine Individualentwicklung erforderlich", erklärt Francke. Anhand der Anforderungen wurden Spezial-Panels entwickelt und aus Aluminium und Polycarbonat sonderangefertigt. Dabei erhielt das leitende Koax-Panel aus Aluminium zur Verbesserung der Leitfähigkeit zusätzlich eine CU-Einlage hinter der Front.
Allessamt kein Standard. Nicht einmal eine einfache Wanddurchführung durfte zum Verlegen von Leitungen gebohrt werden. Grund dafür ist der Schutz vor der Röntgenstrahlung. So müssen die Kabel durch speziell angefertigte Luken, sogenannte Schikanen, geführt werden, um sicherzustellen, dass die Strahlung nicht nach außen dringt. Schon ein kleines Loch in einer Wand würde ein Risiko für die Forscher bedeuten.

Wenn der Röntgenlaser Anfang September offiziell eröffnet wird, werden internationale Forschergruppen ihre ersten Experimente starten. Damit dem nichts im Wege steht, hat die Vater Unter-nehmensgruppe ihren Beitrag als Projektpartner im ersten Bauabschnitt bereits geleistet. Im zweiten ist man mittendrin.

 

 

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