Ein kreisrundes Gebäude in Grenoble aus der Vogelperspektive

ESRF

Unter den etwa 50 Synchrotronen, die der Forschung weltweit als Photonenquellen zur Verfügung stehen, nimmt die ESRF in Grenoble eine Sonderstellung ein: 18 europäische Staaten tragen diese Einrichtung gemeinsam und sichern ihren Forschern damit den Zugang zu einer der drei stärksten Quellen auf der Welt.

Luftaufnahme: Die ESRF ist ein helles kreisförmiges Gebäude, das sich in einer Stadt an der Mündung zweier Flüsse befindet.
ESRF: Ein kreisrundes Gebäude in Grenoble

Ohne genaue Adresse liefert die Eingabe „Grenoble, Frankreich“ in Google Maps nichts als das Straßengewirr einer beliebigen Großstadt. Ein Klick auf die Option „Satellit“, und an der Flussmündung des Drac in die Isere erscheint ein fremdartiges Objekt – nicht unähnlich einem gigantischen UFO. Tatsächlich ist dieser silberfarbene Ring das Dach einer riesigen Gebäudehalle, in deren Innern ein Elektronenbeschleuniger von fast einem Kilometer Umfang seinen Dienst verrichtet: die Europäische Synchrotronstrahlungsquelle ESRF (engl. European Synchrotron Radiation Facility), eine Forschungseinrichtung der Weltspitze, an der Deutschland mit 25 Prozent beteiligt ist. Jedes Jahr reisen mehr als 1000 deutsche Wissenschaftler mit ihren Proben und Instrumenten in die französische Alpenmetropole, um ein Experiment an einer der über 40 experimentellen Stationen durchzuführen, die auch auf Deutsch meistens „Beam Line“ genannt werden (engl. etwa Strahlungs-Linie).

Eine Synchrotronstrahlungsquelle erzeugt Licht mit unvorstellbar hoher Intensität – im Wellenlängenbereich vom Infrarot bis zur harten Röntgenstrahlung – das in einer „Beam Line“ anschließend je nach gewünschter Anwendung haarfein fokussiert und monochromatisch gefiltert wird. Synchrotronstrahlung ist ideal geeignet, um Materie auf der Größenskala von Atomen und Molekülen zu untersuchen – sei es in Physik, Biologe, Chemie, Medizin oder Materialwissenschafte. Ihr Potenzial ist dabei noch lange nicht ausgeschöpft: In jüngerer Zeit haben sich zum Beispiel auch Umweltforscher, Geologen und selbst Paläontologen zu den Nutzern gesellt.

600 Mitarbeiter sorgen dafür, dass etwa 1300 Experimente pro Jahr die zugesagte Strahlzeit erhalten. Bei weitem nicht alle Anfragen können befriedigt werden, da die Nachfrage doppelt so groß wie die Kapazität ist. An einigen spezialisierten „Beam Lines“ übersteigt die Nachfrage das Angebot sogar vier bis sechsmal. Die Auswahl der Experimente geschieht durch externe Experten auf der Grundlage wissenschaftlicher Qualität.

Die Wissenschaftler schätzen neben der Leistungsfähigkeit der Photonenquelle vor allem den umfassenden Service bei der ESRF, der eine umfängliche Betreuung und Instrumentierung vor Ort, ein Gästehaus und eine Kantine gleich neben dem Beschleuniger, und sogar Unterstützung bei der Anreise und den Zollformalitäten einschließt.

Das Ergebnis dieser Anstrengungen, 1500 wissenschaftliche Veröffentlichungen pro Jahr, kann sich international sehen lassen: seit Jahren reicht kein vergleichbares Zentrum auf der Welt an diese Zahl heran.

Für die nächsten zehn Jahre plant die ESRF ein umfangreiches evolutionäres Ausbauprogramm, mit dem sie ihre in zehn Jahren gewonnene Spitzenposition in der Welt verteidigen und zugleich neue Nutzer gewinnen will.

ESRF – Daten und Fakten

  • Adresse: ESRF, 6, rue Jules Horowitz, F-38000 Grenoble, Frankreich
  • 600 Mitarbeiter, darunter 150 Wissenschaftler
  • Budget 2007: 80 Mio. Euro
  • Gegründet 1988, Inbetriebnahme des Synchrotrons 1994, Routinebetrieb an allen beam lines seit 1998, umfassendes Upgrade ab 2008 geplant
  • Elektronen-Speicherring von 844,4 Metern Umfang, 6 GeV Energie, 200 mA maximaler Strahlstrom
  • Synchrotronstrahlungsquelle der dritten Generation, ausgestattet mit Undulatoren zur Erzeugung kohärenter Röntgenstrahlung – die Photonenenergie reicht vom Infraroten bis zur Gammastrahlung, Strahlfokussierung herunter bis 20 nm, Fluss bis 1013 Photonen/sec
  • 43 „Beam Lines“, meistens optimiert auf eine bestimmte Fragestellungen, darunter z.B. Röntgendiffraktion, Proteinkristallographie, Kernstreuung, magnetische Streuung, medizinische Untersuchungen, Topographie, Oberflächendiffraktion etc.
  • 1900 Experimentanträge jährlich – 1300 genehmigte Strahlzeitperioden (einige davon parallel für mehrere Experimente) – 1500 wissenschaftliche Veröffentlichungen pro Jahr