Wissenschaft: Xfel-Tunnel fertiggestellt

In Hamburg wurde am Donnerstag der Tunnel für die Forschungsanlage European X-Ray Free-Electron Laser (Xfel) fertiggestellt. Mit einem letzten Durchstich der Tunnelbohrmaschine Ameli (Abkürzung für: Am Ende Licht) wurden die unterirdischen Arbeiten abgeschlossen.

Xfel ist ein Röntgenlaser, der in einem Tunnelsystem entsteht, das sich vom Hamburger Stadtteil nach Schenefeld vor den Toren der Hansestadt zieht. Der längste Tunnel ist der 2,1 Kilometer lange Beschleunigertunnel. Hinzu kommen weitere Tunnel. Insgesamt ist das unterirdische System 5,8 Kilometer lang.

Zwei Tunnelbohrmaschinen

Zwei Jahre lang fraßen sich zwei Tunnelbohrmaschinen durch den Untergrund unter Hamburg und Schleswig-Holstein. Neben Ameli, die im Januar 2011 ihre Arbeit aufnahm, war Tula (Tunnel für Laser) von Juli 2010 bis im August 2011 im Einsatz.

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Geschafft: Am 14. Juni 2012 schafft die Tunnelbohrmaschine Ameli den letzten Durchbruch. (Bild: Xfel)

Als Nächstes wird in den Tunneln die technische Infrastruktur sowie Sicherheitseinrichtungen installiert. Dann werden die wissenschaftlichen Einrichtungen, vor allem der supraleitende Elektronen-Linearbeschleuniger, eingebaut. 2015 soll die Anlage in Probebetrieb gehen. Ein Jahr später soll der reguläre Betrieb beginnen.

Kamera für den Nanokosmos

Xfel ist eine Art Ultra-Hochgeschwindigkeitskamera, mit der Wissenschaftler Vorgänge im Nanokosmos aufnehmen sollen. Dazu werden zunächst in dem Linearbeschleuniger Elektronen fast bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Der Tunnel verzweigt sich nach 2,1 Kilometern in fünf Tunnel, in denen Spezialmagnete, die Undulatoren, die Elektronen ablenken, so dass sie auf einem Slalomkurs weiterfliegen.

Durch Richtungsänderungen erzeugen die Elektronen sehr helle Röntgenblitze in sehr kurzen Abständen mit den Eigenschaften von Laserlicht - bis zu 27.000 Blitze pro Sekunde, wobei die Blitze zehn Trilliarden mal heller als die Sonne sind. Die Wellenlänge der Röntgenblitze lässt sich einstellen - auf 0, 1 bis 6 Nanometer. Damit ist sie so klein, dass sich atomare Strukturen sichtbar machen lassen.

Verschiedene Disziplinen

Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen - Physiker, Chemiker, Materialforscher, Geo- oder Biowissenschaftler - sollen in der Hamburger Einrichtung Experimente durchführen. Sie können damit Viren und Zellen ebenso sichtbar wie Moleküle oder chemische Reaktionen filmen.

An dem Projekt sind zwölf Staaten beteiligt. Die Kosten belaufen sich auf knapp 1,1 Milliarden Euro, von denen Deutschland 54 Prozent übernimmt.