Die kosmische Supply Chain: Logistik für Teilchenbeschleuniger FAIR

Antimaterie und das Innere von Neutronensternen erforschen. Die Rätsel um die Entstehung und den Zerfall von Atomen lösen. Die Geheimnisse des Urknalls lüften … In Darmstadt entsteht als internationales Großprojekt derzeit das Teilchenbeschleunigerzentrum FAIR. Wenn diese gigantische Forschungsmaschine in Betrieb geht, wird sie ein sehr großes Spektrum an physikalischen Experimenten ermöglichen. Mit FAIR wird Materie im Labor erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. Forschende aus aller Welt erwarten neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums, vom Urknall bis heute.

Der bisherige Baufortschritt von FAIR wurde in einem eindrucksvollen Drohnenvideo im Zeitraffer dokumentiert. Hier erkennt man gut, dass wesentliche Teile der neuen Forschungsanlage – unter anderem der große zentrale Teilchenbeschleuniger – bis zu 17 Meter tief unter der Erde eingebracht werden:

Tonnenschwer und hochsensibel: Dipolmagnete

FAIR befindet sich direkt am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und wird an die dort vorhandene Forschungsinfrastruktur angeschlossen. Herzstück ist das neue Schwerionensynchrotron SIS100 mit einer 1,1 Kilometer langen Kreisbahn. Hier werden Ionen auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Damit sie auf ihrer Bahn bleiben, kommen 108 supraleitende Dipolmagnete zum Einsatz. Jeder von ihnen ist knapp drei Meter lang und drei Tonnen schwer und kann ein Magnetfeld der 40.000-fachen Stärke des Erdmagnetfeldes erzeugen. Transport und Lagerung dieser hochempfindlichen Magnete, neben vielen weiteren Komponenten, gehört zu den Kernaufgaben von DB Schenker, die als Logistikpartner für GSI ein 9.100 Quadratmeter großes Lager in Weiterstadt für insgesamt 24.000 Komponenten betreiben.

Der GSI-Linearbeschleuniger UNILAC wird als Vorbeschleuniger für FAIR genutzt. (Foto: J. Hosan, HA Hessen Agentur)

Der GSI-Linearbeschleuniger UNILAC wird als Vorbeschleuniger für FAIR genutzt. (Foto: J. Hosan, HA Hessen Agentur)

Vor der Einlagerung werden die Magnete in Darmstadt präzise eingestellt. (Foto: J. Hosan, GSI/FAIR)

Vor der Einlagerung werden die Magnete in Darmstadt präzise eingestellt. (Foto: J. Hosan, GSI/FAIR)

    Die Dipolmagnete sind zwar bei weitem nicht die schwersten Bauteile innerhalb des Projektes, ihr Handling stellt aber sehr hohe Anforderungen. Das erklärt Harald Weiß, Projektmanager Business Development & Implementation der verantwortlichen DB Schenker Geschäftsstelle Rhein-Main/Frankfurt: „Die Magnete müssen zunächst in Darmstadt geeicht und präzise justiert werden. Danach erfolgen der Transport und die Einlagerung bei uns in Weiterstadt, wo sie auf den späteren endgültigen Einbau in die Anlage warten. Es handelt sich um hochsensible Komponenten, die mit äußerster Sorgfalt bewegt werden müssen. Selbst kleinste Erschütterungen können zu Fehlfunktion oder Beschädigungen führen. Die Magnete werden deshalb für den Transport und das Einlagern federgelagert und mit Schocksensoren ausgestattet, die die mechanischen Belastungen über den gesamten Prozess dokumentieren. Bisher konnten wir noch bei keinem Magneten eine unzulässige Belastung feststellen.“

    Die folgenden Bilder zeigen das Entladen und Sichern der Dipolmagnete in der Lagerhalle in Weiterstadt:

    Foto: DB Schenker

     

    Foto: DB Schenker

    Foto: DB Schenker

      Spezielle Werkzeuge im Einsatz

      Inzwischen sind 70 Prozent der Halle mit den vorgesehenen Komponenten belegt. Die Dipole haben in der Anlage fest definierte Einbaupunkte. Die räumliche Einlagerungsstrategie orientiert sich daher streng an der späteren Reihenfolge des Abtransportes. Nur so lassen sich unnötige Bewegungen der wertvollen Komponenten verhindern.

      Immer wieder muss der Einsatz spezieller Kräne und Montagewerkzeuge terminiert und vorbereitet werden. Zum eingesetzten Equipment gehört immer wieder auch ein 50 Tonnen Kran, mit dem sich massive Elektromagnete mit einem Gewicht von rund 35 Tonnen absolut sicher bewegen lassen.

      “Tonnenschwer und hochsensibel. Als Logistikpartner von @FAIR_GSI_de transportiert und lagert @DBSchenker einzigartige physikalische Komponenten“

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      Die Prozesse zwischen GSI und DB Schenker in Darmstadt und Weiterstadt sind auf Basis langjähriger Erfahrung und dank des kontinuierlichen Informationsaustausches eingespielt. Harald Weiß: „Wir arbeiten mit unseren Ansprechpartnern bei GSI mit hohem Respekt und Anerkennung zusammen. Für uns ist es immer wieder ein großartiges Gefühl, Partner eines so einzigartigen wissenschaftlichen Projektes zu sein. Wenn hier in ein paar Jahren spannende Einsichten in die Entstehung unseres Kosmos und der Materie zutage gebracht werden, dann wird unser Team stolz sein, seinen Beitrag dazu geleistet zu haben.“