Spektakulärer Umzug: Undulator im Elektronenspeicherring BESSY II eingebaut

Ein Schwerlastkran hob den Undulator aus der Testinghalle auf einen LKW, der ihn bis zur LKW-Schleuse der Experimentierhalle transportierte.

Ein Schwerlastkran hob den Undulator aus der Testinghalle auf einen LKW, der ihn bis zur LKW-Schleuse der Experimentierhalle transportierte. © HZB/S. Zerbe

In der Experimentierhalle angekommen, wurde der Undulator mit dem Deckenkran bis in den Speicherring gehoben.

In der Experimentierhalle angekommen, wurde der Undulator mit dem Deckenkran bis in den Speicherring gehoben. © HZB/S. Zerbe

Die letzen Meter wurde der Undulator auf Rollen durch den engen Speicherring bis zu seinem Einsatzort geschoben.

Die letzen Meter wurde der Undulator auf Rollen durch den engen Speicherring bis zu seinem Einsatzort geschoben. © HZB/J. Bahrdt

Ansicht des Undulators CPMU17: Die Magnetstrukturen sind in einer Vakuumkammer verborgen.

Ansicht des Undulators CPMU17: Die Magnetstrukturen sind in einer Vakuumkammer verborgen. © HZB/J. Bahrdt

Ein am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) entwickelter, weltweit einzigartiger Undulator ist am 20. September 2018 im Speicherring BESSY II aufgestellt worden. Er versorgt das „Energy Materials In-Situ Lab EMIL“ mit dem harten Röntgenlicht von BESSY II. Der Transport des sechs Tonnen schweren Geräts war spektakulär: Mehrere Kräne kamen zum Einsatz, um den Undulator nur wenige hundert Meter vom Fertigungsgebäude bis zum Speicherring zu transportieren.

Undulatoren sind Schlüsselkomponenten beim Betrieb von Elektronenspeicherringen. Die Elektronen durchlaufen dabei komplexe Magnetstrukturen und werden zu einer wellenförmigen Flugbahn gezwungen. Dadurch wird Synchrotronstrahlung von großer Brillanz erzeugt. Das Besondere am neuen Undulator: Die Magnetstrukturen befinden sich in einer Vakuumkammer und werden mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Damit lassen sich deutlich stärkere Magnetfelder zum Ablenken der Elektronen erzeugen.

Der Undulator CPMU17 ist ein weltweit einzigartiger Prototyp, der komplett am HZB entwickelt wurde. Mit seinem neuen Design unterscheidet er sich deutlich von existierenden kryogenen Undulatoren. Die Planungs- und Konstruktionszeit der EMIL-Geraden mit je einem weichen und harten Undulator sowie der notwendigen Optik-Anpassung des Speicherringes dauerte fünf Jahre.

Materialuntersuchungen im weiten Energiebereich

Die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) und das HZB betreiben gemeinsam das „Energy Materials In-Situ Lab – EMIL“ an BESSY II. Der neue Undulator CPMU17 liefert hartes Röntgenlicht für die Messplätze CAT und PINK der MPG und für die SISSY-I & SISSY-II-Messplätze des HZB. Ein zweiter Undulator versorgt das EMIL-Labor mit weichem Röntgenlicht. Forscherinnen und Forscher können dadurch Materialuntersuchungen in einem sehr weiten Energiebereich (von 80 eV – 8 keV) durchführen und die Energie der Photonen für ihr Experiment flexibel einstellen.

Anfang 2019 sollen erstmals harte Photonen zum Commissioning der Monochromatoren bereitgestellt werden. Die Forscherinnen und Forscher wollen dann Ende 2019/Anfang 2020 die ersten Testnutzer an den EMIL-Beamlines begrüßen.   

(sz)

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