Lichtquelle für bessere Zukunft

Die Zukunftsforschung für alle Bereiche braucht hochintensives Röntgenlicht. Erstmals hat das PSI Unternehmen eingeladen, die den unterirdischen Laser bauen könnten. Das neue Licht soll Wirtschaft und Gesellschaft in die Zukunft bringen.

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PSI Villigen

PSI Villigen

Aargauer Zeitung

Hans Lüthi

Ein Vorprojekt für den XFEL läuft bereits, ETH-Rat und Bundesparlament haben dafür 25 Millionen Franken bewilligt. Das Pilotprojekt muss den Nachweis erbringen, dass der Röntgenlicht-Freie-Elektronen-Laser (XFEL) ei-ne Höchstqualität von unvorstellbarer Präzision leisten kann. Am Markt sind die nötigen Komponenten nicht erhältlich. Das PSI strebt darum eine neuartige Kooperation an: Es hat Hunderte von Schweizer Unternehmen zum ersten Industrietag eingeladen, 140 haben sich über die komplexe High-Tech-Anlage durch die Projektleiter im Auditorium in Villigen informieren lassen.

Grosser Nutzen für die Gesellschaft

Wie der Arzt mit dem Röntgenbild wollen die Forscher in die Strukturen hineinsehen, millionenfach präziser. Mit der SLS können die Atome erkannt werden, der XFEL wird ihre Bewegung wie in einem Film zeigen. Was aber nützen die Experimente der Wirtschaft und der Gesellschaft? «Wir brauchen solche Grossanlagen, der direkte Transfer von Wissen in die Industrie hat eine grosse Bedeutung», erklärt PSI-Direktor Joël Mesot und nennt Beispiele für Anwendungen: Die Pharmaindustrie kann neue Medikamente entwickeln, der Energiesektor bessere Verbrennungen und die Informatik schnellere Computer. Revolutionäre Neuerungen auf allen Gebieten nützen den Menschen und der Umwelt - seien es nun bessere Medikamente gegen chronische Krankheiten, weniger Verluste bei der Übertragung von Strom und Wärme oder effizientere Motoren.

Kleinste und günstigste Anlage

Bei Kosten von 250 Millionen Franken mutet es zynisch an, von einem günstigen Röntgenlaser zu sprechen. Zum Vergleich gibt es weltweit drei solche Anlagen: Die erste in den USA ist seit kurzem in Betrieb und 4 Kilometer lang, Japan folgt 2010 mit 1 Kilometer, die Europa-Anlage in Hamburg ist 2014 fertig und 3,5 Kilometer lang. Alle diese Röntgenlaser kosten je über 1 Milliarde Euro - was den Schweizer Preis relativiert. «Wir bauen eine kleinere und kostengünstige Anlage», sagt Photonik-Projektleiter Rafael Abela.

Röntgen-Laser im Tunnel

Das Projekt XFEL kostet zirka 250 Millionen Franken und hat einen ehrgeizigen Zeitplan: 2011 Genehmigung des Kredits im Bundesparlament, 2012 Baubewilligung und Beginn. Je zwei Jahre Bauzeit für den 900 Meter langen Tunnel und den Beschleuniger selber. Die Spitzenintensität der geplanten Maschine wird 10 Milliarden Mal höher sein als jene der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS). «Nötig sind beide, denn die Anlagen ergänzen sich», sagt Rafael Abela, Projektleiter Photonik am PSI. Der XFEL soll in einem Tagbautunnel erstellt werden, derzeit steht das Gelände vom SLS-Ufo parallel zur Aare Richtung Villigen im Vordergrund. Pro Puls werden bis zu 5 Billionen Lichtteilchen (Photonen) bewegt. (Lü.)

Beitrag zur Stärkung der Wirtschaft

Stellt sich die Grundsatzfrage, weshalb die Schweiz überhaupt eine derart gigantische, unterirdische Laseranlage braucht? In Hamburg hätte unser Land pro Jahr nur ein Zeitfenster von 100 Stunden für Forschungsexperimente. «Mit dem eigenen XFEL sind es 5000 Stunden jährlich», argumentiert der PSI-Direktor. Vor allem aber: «Wir bauen weltweit die erste nationale Anlage, andere Staaten werden folgen», ist Joël Mesot fest überzeugt. Dann haben die beteiligten Unternehmen das nötige Know-how und damit die Nase vorn. Der Bau des XFEL könne darum «auch einen Beitrag zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit von Schweizer Unternehmen leisten», steht im Projekt.

Für die Anlage im PSI braucht es eine Elektronenquelle, einen Linearbeschleuniger, dann die Verbreiterung in die Halle und zu den Experimentierplätzen. Die heutigen Forschungsplätze an der Synchrotron Lichtquelle sind weltweit hoch begehrt, die über 2000 Benutzer kommen aus Universitäten und der Industrie. Schon in sieben Jahren, 2016, «können wir durch das Material hindurchsehen», freut sich Hans-Heinrich Braun, Projektleiter für die XFEL-Maschine. Bis dahin ist noch ein weiter Weg. Die Initianten hoffen darauf, dass die Spitzenforschung auch bei grossen Würfen unterstützt wird.