Komplexe 3D-Modellierung: Teilchenbeschleuniger am ESS

„Wir haben jetzt über 300 Benutzer, aber in fünf Jahren erwarten wir über 1.000 Benutzer. Es ist ein fortlaufender Prozess, aber wir aktualisieren ständig.“

Colin Carlile, Chief Executive und Generaldirektor, ESS (European Spallation Source)

Nach dem Spatenstich auf einer grünen Wiese im Jahr 2014 strebt die European Spallation Source in Lund, Schweden, an, eine führende Forschungseinrichtung im Bereich der Materialforschung zu werden. Die akribische Planung dieses großen Komplexes läuft schon lange und wird bis heute fortgesetzt.

Spallation ist der Prozess, bei dem Materialfragmente (Spall) aufgrund von Aufprall oder Belastung aus einem Körper ausgestoßen werden. In der Kernphysik ist Spallation der Prozess, bei dem ein schwerer Atomkern infolge des Beschusses mit einem hochenergetischen Teilchen zahlreiche Neutronen emittiert.

Konkret plant das ESS in Zusammenarbeit mit 17 weiteren europäischen Ländern, die weltweit führende Einrichtung für Neutronenforschung zu bauen und bis 2025 voll betriebsbereit zu sein. Man könnte es als nordisches CERN (Die Europäische Organisation für Kernforschung) bezeichnen. In einem solch globalen, interaktiven und akademischen Umfeld ist die Dokumentenverwaltung von größter Bedeutung.

Bisher haben TECHNIA und seine Partner ENOVIA implementiert, um Word- und PDF-Dokumente zu verfolgen, und CATIA, um die 3D-Modellierung der neuen Anlage für elektrische, Rohrleitungs- und Schlauchdiagramme zu verfolgen.

Ein komplexes Projekt

„Die European Spallation Source ist ein komplexes Projekt, das wissenschaftliche und industrielle Partner aus mehr als 17 verschiedenen Ländern zusammenbringt. CATIA und ENOVIA sind bewährte Systeme, von denen wir glauben, dass sie uns ermöglichen werden, Dokumente mit all unseren Partnern in vielen verschiedenen Formaten zu teilen und zu aktualisieren.“

Colin Carlile, Chief Executive und Generaldirektor der European Spallation Source ESS AB.

Das ESS ist im Wesentlichen ein Teilchenbeschleuniger, der Neutronen zur Analyse verschiedener Materialien verwendet. Wie ein Supermikroskop wird das ESS Neutronen nutzen, um verschiedene Materialien zu untersuchen und wissenschaftliche Analysen zu ermöglichen.

Ein Blick in die Zukunft

Mögliche Vorteile des ESS-Linearbeschleunigers sind große medizinische Fortschritte in der Alters- und Gesundheitsentwicklung, Fortschritte bei nachhaltigen und erneuerbaren Technologien, Lebensmitteln, IT, Material- und Ingenieurwissenschaften sowie Archäologie. Das ESS wird auch weitere Experimente in Quantenphysik, Biomaterialien und Nanowissenschaften durchführen.

Die ESS-Organisation beschäftigt derzeit über 100 Wissenschaftler, Ingenieure und Verwaltungsmitarbeiter in Lund, Schweden. Die Zusammenarbeit mit 100 weiteren Physikern weltweit sowie weitere Kooperationsvereinbarungen mit Laboren in der Schweiz und Japan zielen darauf ab, das neue Labor bis 2023 betriebsbereit zu machen, wobei die Bauphase bis 2025 abgeschlossen sein soll.

Die zukünftige Anlage wird aus einem rotierenden, heliumgekühlten Wolframtarget bestehen, das das Objekt ist, mit dem Protonen im Linearbeschleuniger kollidieren und beschleunigt werden. Dieses Verfahren führt zur Erzeugung leistungsstarker Neutronenpulse. Kryogene Wasserstoffbäder, die Superleiterführungen versorgen, umgeben das Wolfram. Diese funktionieren ähnlich wie optische Fasern und leiten die leistungsstarken Neutronenstrahlen zu experimentellen Stationen, wo Studien an verschiedenen Materialien durchgeführt werden. Um die Vorteile des langen Pulses zu maximieren, wurden mehrere Instrumente über zehn Jahre lang erforscht, und einige Designs sind einzigartig für das ESS.

„Das ESS wird unser Verständnis der Natur erweitern. Die Forschungsergebnisse des ESS werden für den zukünftigen wissenschaftlichen und industriellen Fortschritt von großer Bedeutung sein.“

Colin Carlile, Chief Executive und Generaldirektor der European Spallation Source ESS AB.