Standort XFEL

Zahlen, Fakten, Meilensteine

Wissenswertes zum European XFEL auf einen Blick.

Der European XFEL ist eine Freie-Elektronen-Laseranlage. In ihr werden Elektronen zunächst auf hohe Energie und dann in speziellen magnetischen Strukturen, sogenannten Undualtoren, zur Lichtaussendung gebracht.

Eigenschaften der Röntgenlaserblitze

  • Anzahl pro Sekunde:  30.000. Die hohe Wiederholrate macht den European XFEL weltweit einzigartig. Sie wird durch die supraleitende Beschleunigertechnologie ermöglicht.
  • Wellenlänge: 0,1 bis 6 Nanometer. Die Wellenlänge der Röntgenblitze des European XFEL sind so klein, dass selbst atomare Details erkennbar werden.
  • Dauer: unter 100 Billiardstel Sekunden (unter 100 Femtosekunden) Mit dieser Zeitdauer lassen sich beispielsweise das Zustandekommen von Molekülen oder die Umkehrung von Magnetisierungen filmen.
  • Leuchtstärke (Spitzenwert): 5·1033 (Photonen/s/mm2/mrad2/0,1% Bandbreite). Die Leuchtstärke (Brillanz) ist in ihren Spitzenwerten milliardenfach höher als die der besten herkömmlichen Röntgenquellen. Die Leuchtstärke beschreibt die Anzahl der Photonen einer gegebenen Energie pro Sekunde, Fläche und Winkel innerhalb eines kleinen Energieintervalls.
  • Leuchtstärke (Durchschnittswert): 1,6·1025 (Photonen/s/mm2/mrad2/0,1% Bandbreite) Die Leuchtstärke (Brillanz) ist in ihren Durchschnittswerten zehntausendfach höher als die der besten herkömmlichen Röntgenquellen.
  • Kohärenz: Die Röntgenlaserblitze haben die Eigenschaften von Laserlicht. Damit sind 3D-Aufnahmen auf atomarer Ebene möglich.

Standort

Ausschnitt aus einer Straßenkarte von Hamburg mit den Stadtteilen Bahrenfeld, Osdorf und Iserbrook sowie der angrenzenden Stadt Schenefeld in Schleswig-Holstein. Eingezeichnet ist das Forschungszentrum DESY mit den Kreisbeschleunigern PETRA und HERA sowie der Verlauf des geplanten Röntgenlasers XFEL. Dieser verläuft von DESY aus schnurgerade bis in den Süden von Schenefeld.
Standort des European XFEL

Die 3,4 Kilometer lange Anlage reicht vom DESY-Gelände in Hamburg in nordwestliche Richtung bis an die Grenze der Stadt Schenefeld in Schleswig-Holstein. Die Versorgungsstation liegt auf dem DESY-Gelände in Hamburg. Hier beginnt auch der Tunnel für den Linearbeschleuniger. Die Experimentierhalle wird auf einem Gelände im südlichen Gebiet der an Hamburg grenzenden Stadt Schenefeld (Kreis Pinneberg) errichtet werden.

Betreiber

Der European XFEL wird von der European XFEL GmbH gebaut und betrieben, einer gemeinnützigen Gesellschaft mit beschränkter Haftung. Diese Gesellschaft wurde am 28. September 2009 gegründet. Ihr werden um die 300 Personen angehören. Am Bau und Betrieb des European XFEL beteiligen sich oder wollen sich beteiligen: China, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Großbritannien, Italien, Polen, Russland, Schweden, Schweiz, Slowakei, Spanien und Ungarn.

Kosten

Die Baukosten einschließlich der Inbetriebnahme betragen 1082 Millionen Euro (Preisniveau des Jahres 2005). Als Sitzland trägt Deutschland (Bund, Hamburg und Schleswig-Holstein) 54 Prozent der Baukosten. Russland übernimmt 23 Prozent und die anderen internationalen Partner zwischen einem und 3,5 Prozent der Baukosten.

Meilensteine

1992 bis 2004 In internationaler Zusammenarbeit wird die supraleitende TESLA-Beschleunigertechnologie an einer Testanlage bei DESY in Hamburg entwickelt. Sie ist die Basis für den European XFEL. 

5. Februar 2003 Grundsatzentscheidung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung: Das Röntgenlaserlabor soll als europäisches Projekt bei DESY verwirklicht werden, an dem sich Deutschland mit etwa der Hälfte der Kosten beteiligt. 

2003-2004 Die 100 Meter lange TESLA-Testanlage wird auf 260 Meter verlängert und zum Freie-Elektronen-Laser FLASH ausgebaut. Dieser erzeugt vakuum-ultraviolette (VUV) Strahlung und weiche Röntgenstrahlung bis hinunter zu einer Wellenlänge von sechs Nanometern. An insgesamt fünf Messplätzen können Wissenschaftler Experimente aus Bereichen wie Cluster-, Festkörper- und Oberflächenphysik, Plasmaforschung und Molekularbiologie durchführen. Außerdem dient FLASH als Pilotanlage für den European XFEL und die TESLA-Technologie. 

Februar 2004 Auf Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wird ein Lenkungsausschuss gegründet, der die Beteiligung europäischer Staaten an dem geplanten Röntgenlaserprojekt konkretisieren soll und mit Regierungsvertretern aus den an einer Beteiligung interessierten Ländern besetzt ist. 

August 2004 Die Europäische Kommission entscheidet, das Projekt EUROFEL über drei Jahre (2005-2008) verteilt mit insgesamt 9 Mio. Euro zu fördern. In diesem EU-Projekt, das unter Federführung von DESY läuft, werden wichtige Studien durchgeführt, von denen der European XFEL ganz wesentlich profitiert. 

28. September 2004 Die Bundesländer Hamburg und Schleswig-Holstein ratifizieren einen Staatsvertrag, der die planerischen Voraussetzungen für den Bau und Betrieb des Röntgenlasers schafft. Geregelt wird unter anderem ein gemeinsames Planfeststellungsverfahren mit Umweltverträglichkeitsstudie. 

Januar 2005 An FLASH werden erstmals hochintensive, ultrakurze Laserpulse mit einer Wellenlänge von 32 Nanometern erzeugt. Das ist das kurzwelligste Licht, das je an einem Freie-Elektronen-Laser produziert wurde. Die Eigenschaften der Strahlung stimmen perfekt mit den theoretischen Vorhersagen überein. 

27. April 2005 Beantragung des Planfeststellungsverfahrens beim Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Clausthal-Zellerfeld, dem damaligen Landesbergamt Clausthal-Zellerfeld. Der Planfeststellungsbeschluss wird am 20. Juli erlassen. 

23. September 2005 Die ersten der interessierten Länder unterzeichnen ein "Memorandum of Understanding". Weitere Länder folgen: Dänemark, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Großbritannien, Italien, Polen, Russland, Schweden, Schweiz, Spanien, Ungarn (Stand: September 2005). Diese Vereinbarung ist die Grundlage für die internationale Zusammenarbeit bis zur Unterzeichnung eines zwischenstaatlichen Abkommens für den European XFEL. 

8. Januar 2009 Baubeginn 

30. November 2009 Feierliche Unterzeichnung eines völkerrechtlichen Abkommens im Hamburger Rathaus. Die Dokumente legen die Eckpfeiler des European-XFEL-Projekts sowie die finanziellen Beiträge jedes Landes fest und übertragen der gemeinnützigen European XFEL GmbH den Bau und Betrieb der Freie-Elektronen-Röntgenlaser-Anlage. 

7. Juli 2010 Baubeginn des 5 777 m langen Tunnelsystems mit der frisch getauften Tunnelbohrmaschine TULA („TUnnel für LAser“)

7. Juni 2012 Der Bau des Tunnelsystems ist planmäßig beendet.

2015 Beginn der Inbetriebnahme, erster Photonenstrahl

2016 Beginn des Forschungsbetriebs für auswärtige Gruppen