Erster Magnet für Super-Fragmentseparator des Beschleunigerzentrums FAIR

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt hat den ersten Magnet für den Super-Fragmentseparator des geplanten Beschleuniger-Neubaus Fair erhalten.

Fachpersonal des Budker-Instituts für Kernphysik, Kooperationspartner des Projekts aus dem russischen Nowosibirsk, hat den 95 Tonnen schweren und gut 3 x 3 x 3 Meter großen Magnet entwickelt und nun gemeinsam mit GSI-Mitarbeitern montiert. Obwohl ursprünglich als Prototyp angelegt, wird der Magnet in die tatsächliche Beschleunigeranlage eingebaut werden, da er alle Spezifikationen erfüllt. GSI-Mitarbeiter trainieren in den nächsten Monaten die Einbauprozedur.

„Die Fertigstellung des Magnets ist ein Beispiel für die gelungene Zusammenarbeit von Deutschland und Russland im Rahmen des Fair-Projekts“, sagt Carsten Mühle, Leiter der GSI-Magnettechnik. Russland, das sich mit knapp 180 Millionen Euro am Fair-Projekt beteiligt, ist nach Deutschland der größte Projektpartner. Neben dem Budker-Institut kooperieren noch 23 weitere russische Einrichtungen mit Fair.

Nach Vorgaben der GSI-Wissenschaftler hatte das Budker-Institut den neuen Magnet in den letzten 4 Jahren berechnet, konstruiert, in Russland aufgebaut und auf seine Spezifikationen getestet. Anschließend transportierten sie den Magnet in zerlegtem Zustand nach Deutschland. Ein Konstrukteur, ein Physiker und zwei Monteure aus Russland bauten ihn gemeinsam mit GSI-Mitarbeitern zusammen. Dabei assistierte eine Dolmetscherin. Die GSI-Fachleute haben dabei gelernt, wie der Magnet montiert werden muss, und sind auf den Zusammenbau von weiteren Magneten vorbereitet. Der Magnet steht zurzeit in der so genannten Testing-Halle von GSI, in der neue Komponenten aufgebaut und überprüft werden können.

Christina Will, Leiterin der Projektleitung Maschinenbau von GSI, erläutert das weitere Vorgehen: „In den nächsten Monaten trainieren die GSI-Mitarbeiter den Einbau in den Super-Fragmentseparator von FAIR. Aufgrund der engen Raumverhältnisse kann der Magnet nicht von den Mitarbeitern direkt eingebaut werden. An manchen Stellen werden nur zehn Zentimeter Platz zur umgebenden Betonwand zur Verfügung stehen. Mithilfe einer ferngesteuerten Einbauprozedur durch Lastkräne heben sie den Magnet von oben an seinen Bestimmungsort im Teilchenbeschleuniger.“ Diese Vorgehensweise müssen sie vorher „auf dem Trockenen“ in der Testing-Halle üben. Der dort eingebaute Lastkran ist in der Lage, die Einzelteile des Magnets zu tragen.

Insgesamt drei gleichartige Magnete werden für den Aufbau des Super-Fragmentseparators benötigt. In Experimenten mit dem Super-Fragmentseparator wollen die Wissenschaftler interessante Teilchen für die weitere Untersuchung aussortieren, die zu Messapparaturen weitergeleitet werden sollen. Uninteressante Bruchstücke hingegen landen in Teilchenfängern.

Eine Besonderheit des Magnets ist der völlige Verzicht auf organische Stoffe wie etwa Epoxidharze als Klebstoff. Da manchmal Teilchen aus dem Beschleuniger im Betrieb auch durch den Magnet hindurch fliegen, müssen die Materialien besonders widerstandsfähig sein. Organische Stoffe zersetzen sich zu schnell. Durch den Verzicht erreichen die Wissenschaftler eine lange Haltbarkeit und Einsatzdauer. Gleichzeitig mussten sie durch den Wegfall herkömmlicher Materialien andere Techniken wie beispielsweise ein neuartiges indirektes Kühlsystem entwickeln.