15. OKTOBER 2020

Lösungen von nVent SCHROFF helfen DESY-Wissenschaftlern dabei, Forschung auf dem neuesten Stand zu betreiben

Das Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY ist eines der führenden Teilchenbeschleunigerzentren. Hunderte von Wissenschaftlern leisten dort Pionierarbeit und helfen der Menschheit, drängende Fragen aus den Bereichen Chemie, Physik und Medizin zu beantworten. Bisherige Projekte, an denen DESY beteiligt war, haben zur Erforschung der Struktur des Influenzavirus und zur längeren Lebensdauer von Glühbirnenfäden beigetragen – sowie erst kürzlich – zum Nachweis von Gammastrahlen-Herzschlägen aus einer kosmischen Gaswolke.

Die European X-Ray Free-Electron Laser Facility (European XFEL) ist eines der größten und wichtigsten Projekte von DESY. Der European XFEL ist ein Teilchenbeschleuniger, der das stärkste und hellste Röntgenbild der Welt erzeugt. Innerhalb eines 3,4 Kilometer langen Tunnels beschleunigt ein Magneten- und Vakuumsystem Elektronen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit, um intensive Röntgenlaserblitze zu erzeugen. Diese Blitze können Bilder von atomaren Prozessen erzeugen, die in einem Bruchteil einer Sekunde stattfinden. Die Anlage ist relativ neu, aber Wissenschaftler aus den Bereichen Medizin, Chemie, Physik, Materialwissenschaft, Nanotechnologie, Elektroenergietechnik und Elektronik nutzen die Maschine bereits.

Eine gemeinschaftliche Anstrengung

In Zusammenarbeit mit mehreren Gruppen von Forschern und Ingenieuren aus zahlreichen internationalen Organisationen entwickelten DESY und das Engineering-Team von nVent SCHROFF die Spezifikationen für einen neuen Standard: MicroTCA.4. MTCA.4 bietet die Leistung und Zuverlässigkeit, die präzise Maschinen wie der European XFEL erfordern.

Ein Umfeld der Präzision

Das Computer- und Elektroniksystem, mit dem der Beschleuniger betrieben wird, muss angesichts der massiven Menge an Daten, die diese Maschinen sammeln, mit höchster Effizienz und mit präzisem Timing arbeiten. Die Zeitstempel bis zu einem Bruchteil einer Sekunde an jedem Datenpunkt sind für die Organisation der Experimentenergebnisse entscheidend.

MTCA.4 von nVent SCHROFF ist mit extrem schnellen Datenverbindungen ausgestattet, die es ermöglichen, Datenpunkte in Echtzeit abzulesen. Viele Vorgänge innerhalb der Maschine erfolgen in weniger als einem Milliardstel einer Sekunde und ermöglichen eine präzise Datenerfassung.

Zuverlässige Leistung

Jeden Tag arbeiten Gruppen von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt im Schichtbetrieb in der Anlage und nutzen den European XFEL-Beschleuniger für ihre Forschung. Die Ausrüstung ist somit ununterbrochen in Betrieb. Viele der wesentlichen Teile des MTCA.4 sind redundant, d.h. wenn eines der Geräte ausfällt, steht ein Backup zur Verfügung. Zudem verfügt MTCA.4 über Fernverwaltungsfunktionen: Alle Funktionen innerhalb des MTCA.4-Systems werden von Computern aus der Ferne überwacht und viele Aktionen können aus der Ferne durchgeführt werden. nVentMTCA.4 ist gegen Strahlung und Hitze abgeschirmt, die empfindliche Computerkomponenten beschädigen könnten. 

„Der European XFEL hat sich von Anfang an vollständig auf MTCA.4 verlassen“, so Kay Rehlich, Ingenieur von DESY. „Da er von Anfang an richtig lief, kann niemand glauben, wie schnell und reibungslos er funktionierte. Das Zeug, das wir von SCHROFF bekommen haben, funktioniert einfach. Ich kann mich nicht erinnern, dass auch nur ein einziger Kasten in der Anlage ausgefallen ist.“

Der European XFEL läuft reibungslos und zuverlässig. So können Wissenschaftler ihre Zeit in der Einrichtung maximieren und sich darauf konzentrieren, Heilmittel für Krankheiten zu finden, neue Technologien zu erfinden und das Verständnis der Menschheit für unser Universum zu erweitern.