24 Blickpunkt interaktiv 3 | 2018
Reine Laserforschung
Beim Bau des weltweit stärksten Lasers ist höchste Sauberkeit Pflicht
Nahe der tschechischen Hauptstadt Prag entsteht derzeit mit EU-Mitteln das weltweit stärkste Laserzentrum : » Extreme Light Infra structure « ( ELI ). Es soll in wenigen Jahren Wissenschaftlern aus aller Welt für die Grundlagen - forschung zur Verfügung stehen .
Was CERN für die Teilchenphysiker bedeutet , soll ELI für die Laserforschung werden . Schon der Bau der Anlage , die mehrere Hundert Millionen Euro kosten wird , stellt Experten vor bislang unbekannte Heraus - forde rungen . Das Problem : Die Apparatur von der Größe eines Fußballfeldes reagiert sehr empfindlich auf Verunreinigungen . Die hochenergetischen Laser - strahlen , die durch ein Ultrahochvakuum jagen , würden Partikel und Gase in die Wände einbrennen oder versintern , also in Stoffe verwandeln , die sich wie eine Be - schichtung ablagern . Die Umlenkspiegel würden blind , und die ganze Anlage unbrauchbar . Sauberkeit ist deshalb höchstes Gebot . Die Auflagen sind hoch : So darf nur 100 Nano - gramm organischer Schmutz pro Quadratmeter an den Innen seiten haften , das sind gerade ein paar Moleküllagen . Er schwerend kommt hinzu , dass Dutzende unterschiedlicher Unternehmen aus ganz Europa die einzelnen Komponenten liefern , vom Bodenbelag bis zum Rostschutzmittel , vom Stahl - träger bis zum Isoliermaterial . Sie alle müssen die vorgegebenen Reinheitsnormen penibel einhalten . » Das ist ein Riesen - aufwand «, sagt Markus Keller , Experte für Reinheit beim Fraunhofer IPA .
Fraunhofer IPA unterstützt
Viele Unternehmen haben sich inzwischen an das IPA gewandt – und es werden immer mehr . Denn das Stuttgarter Institut verfügt nicht nur über den weltweit größten Reinraum der Luft - reinheitsklasse ISO 1 , seine Experten haben auch das nötige Know-how in allen Fragen der Reinheit . Und bei diesem Projekt , das Keller leitet , sind alle Facetten gefragt , von der Reinigung bis zur Validierung , von der sauberen Verpackung bis zur Schulung . Es geht sowohl um organische Verunreini gungen als auch um Partikel . Und es geht darum , dass keine Materia - lien verwendet werden , die ausgasen wie der Kunststoff in einem neuen Auto . Die Vorgehensweise ist entsprechend vielseitig . Manche Teile wie ein Vakuumschieber von einer halben Tonne Gewicht werden in Stuttgart gereinigt , sorgsam verpackt und auf den Weg geschickt . Die schwäbischen Sauber - männer verwenden für die Verpackung eine spezielle Folie , die der Hersteller eigens für das IPA in einem Reinraum produziert hat . Für andere Kom ponenten wäre der Transport zu aufwendig . So sind allein mehr als 100 Edelstahlrohre nötig , jede 6 Meter lang und 40 Zenti meter dick . In ihnen werden die Laser - strahlen später durch das Ultrahochvakuum laufen . Diese Rohre lassen sich nur vor Ort verbinden , wofür ein provisorischer Reinraum nötig ist . Das bedeutet : Wandbeschichtung , Bodenbelag , Rostschutz – nichts in diesem Umfeld darf ausgasen . Das IPA sucht mit Hilfe von Laborversuchen nach den optimalen Baumaterialien . Die Unterschiede sind groß : So verströmt ein üblicher Industrie boden rund 10 000 Mal so viel Gas wie ein Reinraumboden .
Analysen aus Stuttgart
Die größte Herausforderung sind freilich die Innenräume , die Rohre und Verteilerkammern , durch die später die Laser strahlen laufen . Sie müssen den höchsten Anforderungen genügen . Das bedeutet : Der Produzent muss sie säubern , hermetisch verpacken und in Tschechien sauber zusammensetzen . Ohne Kontrolle ist das nicht möglich . Die Reinigung erfolgt mit einem Lösemittel-Gemisch , mit dem die Teile abgesprüht werden . Dann kommt das IPA ins Spiel – und ein ständiger Transport kreuz und quer durch Europa . Das Institut schickt zunächst extrem saubere Gefäße zur Produktionsfirma , die sie mit Pro - ben ihrer Spülflüssigkeit füllt . Zur Analyse kommen sie zurück nach Stuttgart . Hier filtriert Keller mit seinem Team die Flüssig -