von FRANK FRICK
Oben Wiese – unten eine Riesenmaschine. Auf dem 150.000 Quadratmeter großen Areal des European XFEL in Schenefeld, Schleswig-Holstein, sind die Gebäude weit verstreut. Am Eingang steht das Lighthouse-Erlebniszentrum. Es zeigt Besuchern ein Modell der 3,4 Kilometer langen unterirdischen Anlage, die in Hamburg-Bahrenfeld beginnt und in Schenefeld endet. In die Tunnel der Anlage dürfen Besucher nicht hinab – dort wären sie gesundheitsgefährdender Röntgenstrahlung ausgesetzt. Mit den extrem intensiven Laserblitzen im Röntgenbereich lassen sich atomare Details von Viren erkennen, chemische Reaktionen filmen oder auch Vorgänge tief im Inneren von Planeten nachvollziehen. Acht Jahre und über 1,2 Milliarden Euro waren nötig, um die Anlage zu errichten. Neben Deutschland sind elf europäische Partnerländer beteiligt und betreiben sie über die European XFEL GmbH. Das „XFEL“ steht für „X-Ray Free-Electron Laser“, also einen Röntgenlaser, dessen Strahlung mithilfe freier Elektronen aus einem Teilchenbeschleuniger gewonnen wird.
Thomas Feurer, Vorsitzender der Geschäftsführung, deutet im Modell auf den Bereich, der im Original rund zwei Kilometer vom Anfang der Anlage entfernt liegt. „Ab hier produzieren deutsche Elektronen europäische Photonen“, scherzt der Schweizer. Für die Erzeugung und Beschleunigung der Elektronenpakete ist das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) zuständig. Speziell geformte Hohlräume, die Resonatoren, treiben die Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Flüssiges Helium kühlt die Resonatoren aus dem Metall Niob auf minus 271 Grad Celsius. Niob wird bei dieser extrem niedrigen Temperatur supraleitend und verliert seinen elektrischen Widerstand. So überträgt sich fast die gesamte eingespeiste Energie auf die Elektronen.
Die Photonen, also die Röntgenstrahlen, sind dagegen Sache des European XFEL. Sie entstehen, wenn die Elektronen durch periodische Anordnungen von Permanentmagneten rasen. Diese sogenannten Undulatoren zwingen die Elektronen auf einen Slalomkurs und bringen sie dazu, Röntgenlicht auszusenden.
Von Juli bis Dezember 2025 warteten Techniker und Wissenschaftler die Anlage und rüsteten sie auf. Der Elektronenbeschleuniger taute zum ersten Mal nach neun Jahren bis zur Raumtemperatur auf. Kurz bevor der Beschleuniger wieder langsam abgekühlt wurde, durfte ich mit einer Journalistengruppe etwas Außergewöhnliches tun und in den Tunnel einfahren, zunächst an dessen Anfang unter dem DESY-Campus. Bei Stillstand ist die Anlage unter Einhaltung strenger Strahlenschutzvorschriften begehbar. Schon der Blick vom Injektionsgebäude in einen fast 30 Meter tiefen Schacht beeindruckt: Von hier aus sind die vier unterirdischen Stockwerke zu erkennen, in denen Hilfsanlagen wie Kühl- und Hochspannungstechnik untergebracht sind. Über einen zweiten Schacht ließ ein Kransystem gerade neue Komponenten hinab.
