Europeiska XFEL

De europeiska XFEL-länderna är markerade i mörkblå.

Den europeiska XFEL är ett internationellt röntgenlaser forskningsanläggning i Hamburg och Schenefeld , där tolv länder är inblandade och som har ett nära samarbete med DESY forskningscentret och andra internationella partner. XFEL står för röntgenfri elektronelaser , dvs. frielektronlaser med röntgenstrålar . I systemet är tredimensionella detaljerade bilder av molekyler, celler, virus och kemiska reaktioner möjliga med röntgenblixt.

Ursprung, egenskaper, omfattning

I februari 2003 gav det federala utbildningsministeriet "grönt ljus" för en röntgenlaseranläggning som ska implementeras som ett europeiskt projekt på DESY. Den europeiska XFEL är en 3,4 km lång anläggning med vilken laserstrålning med våglängder på 0,05 till 4,7 nanometer (röntgenstrålar) kan genereras. Tunnlarna sträcker sig från DESY-platsen i Hamburg till Schenefeld i Schleswig-Holstein, där forskningscampus med en underjordisk experimenthall ligger. Byggarbetet för den mest underjordiska anläggningen varade från 2009 till 2016. Den ceremoniella öppningen med representanter från politik och vetenskap ägde rum i oktober 2016. Den första röntgenlaserstrålen genererades i maj 2017, anläggningen invigdes officiellt i början av september 2017 och forskningen började.

finansiering

Enligt forskningsinstitutionens webbplats uppgick byggkostnaderna inklusive idrifttagning till 1,22 miljarder euro (prisnivå 2005). Av detta bidrog Tyskland (den federala regeringen, Hamburg och Schleswig-Holstein) som värdland till 58 procent, resten finansierades av partnerländerna. Ryssland tog över 27 procent, de andra partnerna mellan en och tre procent vardera. Totalt tolv länder är inblandade i det europeiska XFEL: Danmark, Tyskland, Frankrike, Italien, Polen, Ryssland, Sverige, Schweiz, Slovakien, Spanien, Ungern och Storbritannien.

teknologi

Elektroner accelereras till energier på upp till 17,5 GeV i en 1,7 km lång linjäraccelerator. Acceleratorn använder 96 supraledande resonatorer av TESLA- typen. Denna typ av resonator används också framgångsrikt i den tidigare anläggningen, frielektronlasern FLASH vid DESY, och i andra elektronacceleratorer (t.ex. ELBE ). Den accelererade elektronstrålen passerar genom en av fem olika undulatorer och genererar synkrotronstrålningspulser i röntgenområdet med våglängder från 0,05 till 4,7 nanometer (fotonenergi 0,26 till 25 keV) och en pulsvaraktighet på mindre än 100 femtosekunder . Upprepningsgraden är 27 000 per sekund.

Applikationer

På grund av den korta våglängden , den höga briljansen och den korta varaktigheten av röntgenpulserna i femtosekundområdet , har anläggningen ett brett spektrum av tillämpningar inom forskning - inom områden som fysik , kemi , materialvetenskap , biologi och nanoteknik . Vid upp till tio mätstationer kan forskare filma kemiska reaktioner och ta tredimensionella inspelningar av strukturer inom nanometerområdet , såsom B. av molekyler . Målet är att få ny insikt i nanomaterial, biomolekyler och kemiska reaktioner, med hjälp av vilka nya material kan utvecklas inom IT, medicin och energiforskning.