26.09.2018

Freie Bahn für noch brillanteres Licht!

Bau des ersten hochenergetischen Synchrotrons der vierten Generation setzt Standard für Röntgenforschung im kommenden Jahrzehnt.

In diesem Jahr feiert die European Synchr­otron Radiation Facility ESRF im franzö­sischem Grenoble ihr 30-jähriges Bestehen: 30 Jahre wissen­schaft­liche Ent­de­ckun­gen, 30 Jahre Inno­vation. 1988 schrieb die ESRF als weltweit erste Synchro­tron­licht­quelle der dritten Gene­ration Geschichte. Sie produzierte Röntgen­strahlen, die 100 Milliarden Mal heller waren als die in Kranken­häusern verwendeten Rönt­gen­strahlen und den Wissen­schaft­lern kon­kurrenz­lose Möglich­keiten bei der Erfor­schung von Mate­rialien und lebenden Materien boten. Seit 30 Jahren erzielt die ESRF mit der Brillanz und Stabilität ihrer Röntgen­strahlen Erfolg um Erfolg und bricht Rekorde mit ihren wissen­schaft­lichen Leistungen, die sich mittlerweile in über 30 000 Pub­li­ka­tionen und vier Nobel­preis­trägern fest in der Wissen­schafts­ge­schich­te verankert haben.

Abb.:Zweistromland der Synchro­tron­for­schung: Der im französischen Grenoble zwischen Isère und Drac gelegenen Speicher­ring der European Syn­chro­tron Radiation Facility ESRF wird umfassend erneuert. (Bild: ESRF)

Diese auf Exzellenz in Sachen Rönt­gen­for­schung angelegte Strategie wird nun mit dem Bau der Extremely Brilliant Source ESB weiter­geführt. Das Euro­päische Strategie­forum für Forschungs­infra­struk­turen ESFRI hat im Septem­ber in Wien seine Road­map 2018 vorge­stellt und darin die ESRF-EBS als einen seiner Meilen­steine bestätigt.

Mit dem von 22 Partner­ländern finanzierten 150 Milli­onen Euro Projekt (Budget 2015-2022) setzt das ESRF einen ehr­gei­zigen neuen Standard für Syn­chro­tron-Speicher­ringe. Der weltweit erste hoch­ener­getische Speicher­ring der vierten Gene­ration wird mit einzigartigen Rönt­gen­leis­tun­gen über­zeugen, die den aktuellen Speicher­ring um den Faktor 100 übertreffen. Wie Francesco Sette, General­direktor des ESRF, erklärte: „Die Eröffnung neuer Möglich­keiten für die Syn­chro­tron­for­schung steht im Mittel­punkt der Mission des ESRF. Der neue Speicher­ring und das weltweit fortschrittlichste Portfolio an Strahl­führungen werden es den Wissen­schaftlern ermöglichen, die Röntgen­wissen­schaft in Forschungs­bereiche und An­wen­dungen zu bringen, die vor einigen Jahren noch nicht vor­stell­bar waren. Ich freue mich sehr, dass dieses inno­vative Projekt als Meilen­stein in der ESFRI-Roadmap 2018 bestätigt wurde.“

Zu den vielen Forschungs­feldern, die von dem ESB profitieren werden, zählen unter anderem auch die Ent­wick­lungen der nächsten Gene­ration von Medi­ka­men­ten, Bio­mate­rialien und nach­haltigen Ma­te­rialien. Die neuen Forschungs­möglichkeiten werden tiefe Einblicke in die komplexen Mecha­nismen, die lebende Organis­men steuern, gewähren und dazu beitragen, unsere jüngste und alte Vergangenheit aufzuklären, die sich in histo­rischen Arte­fakten und Fossilien manifestiert. Darüber hinaus wird die EBS einzigartige Möglich­keiten für die an­ge­wandte Forschung bieten. Mit den neuen EBS-Beam­lines, die den Einsatz einer Vielzahl wissen­schaft­licher Methoden ermög­lichen, wird es gelingen, die Struktur der Materie auf atomarer Ebene genauer, viel schneller und mit höherer Auf­lö­sung zu unter­suchen.

Der Bau von ESRF-EBS ist in vollem Gange. Zum Aufbau der neuen Röntgen­quelle wird der beste­hende Speicher­ring mit doppelt gebo­gener Achro­maten-(DBA)-Magnet­sequenz demontiert und durch ein inno­vatives, am ESRF entwickeltes Hybrid-Multi­biege-Achro­maten-(HMBA)-Design ersetzt.

Abb.: ESRF-EBS Träger-Fertigungsstraße in der ESRF, Juni 2018. (Bild: ESRF/S. Cande)

Ab dem 10. Dezember 2018 wird die ESRF ihr Anwender­programm für 20 Monate unter­brechen, um den aktuellen Speicher­ring zu demon­tieren und die neue An­ordnung zu instal­lieren. Es folgen der Bau von vier brand­neuen Beamlines, die Ent­wick­lung eines ehr­geizigen In­stru­men­tie­rungs­pro­gramms und einer „Big Data“-Strategie, um die ver­bes­serten Leis­tun­gen der neuen Quelle auch zu nutzen zu können.

Die Durch­führung dieses Groß­projekts basiert auf dem einzig­artigen Fach­wissen der ESRF, auf ihrer inter­natio­nalen Aus­richtung, aber auch auf der syner­getischen Zusammen­arbeit mit Euro­päischen Laboratorien und Synchro­tronen zur Entwicklung offener Inno­vationen und zur Stär­kung der Wett­bewerbs­fähigkeit der Euro­päischen Industrie durch offene Wissen­schaft.

Heute basieren wel­tweit mehr als zehn laufende Forschungs­projekte auf dem ESRF-EBS-Modell, das für min­des­tens ein weiteres Jahr­zehnt als Referenz dienen wird. Mit diesem Bau des ersten hoch­ener­getischen Synchro­trons der vierten Gene­ration stärkt die ESRF die Euro­päische Vor­reiter­rolle in der Synchro­tron­for­schung.

ESRF / LK

Sonderhefte

Physics' Best und Best of
Sonderausgaben

Physics' Best und Best of

Die Sonder­ausgaben präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

EnergyViews

EnergyViews
Dossier

EnergyViews

Die neuesten Meldungen zu Energieforschung und -technologie von pro-physik.de und Physik in unserer Zeit.

Meist gelesen

Themen