Mehr als 1.300 Bohrpfähle für Teilchenbeschleuniger „FAIR“ in Darmstadt

Der erste Bauabschnitt für die weltweit einzigartige Großforschungsanlage FAIR in Darmstadt wurde fertiggestellt: 1.350 Bohrpfähle stabilisieren den Baugrund für die Gebäude, die äußerst sensible Hightech-Geräte für die physikalische Grundlagenforschung beherbergen werden. Da der Baugrund aus mächtigen, stark zusammendrückbaren Schichten besteht, wurde als Gründung für die Bauwerke eine kombinierte Pfahl-Plattengründung gewählt. Die größte Herausforderung für die Umsetzung war, insgesamt 60.000 m Bohrpfähle mit einer Länge von bis zu 62 m innerhalb von nur 14 Monaten Bauzeit herzustellen und dabei alle Randbedingungen, etwa die Lage des Baufelds im Wasserschutzgebiet, zu berücksichtigen. Dazu wurde u. a. ein geschlossener Wasserkreislaufs eingerichtet sowie eine Betonmischanlage installiert. Ein Lean-Management half, die Arbeitsprozesse und den Maschineneinsatz zu optimieren.

In Darmstadt entsteht derzeit eine der größten Forschungsanlagen weltweit: der neue Teilchenbeschleuniger FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe). Hier werden Wissenschaftler geladene Atomkerne, sogenannte Ionen, auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und mit anderen Atomkernen kollidieren lassen. So wollen die Forscher großen naturwissenschaftlichen Fragen nachgehen: Wie hat sich das Universum entwickelt? Wie entstehen Elemente? Warum wiegt ein Mensch 70 Kilogramm, wenn alle Elementarteilchen, aus denen seine Atome bestehen, zusammen kaum 700 Gramm auf die Waage bringen?

3.000 Wissenschaftler aus mehr als 50 Ländern werden FAIR nach der Fertigstellung nutzen – 2020 sollen die ersten Experimente starten. Mitte der 1990er-Jahre entstanden die ersten Entwürfe für das Projekt, heute sind rund 2.800 Wissenschaftler und Ingenieure aus mehr als 50 Ländern anden Planungen für FAIR beteiligt. Entsprechend ist die Eigentümerin der Anlage und Bauherrin eine internationale Gesellschaft, die von europäischen und asiatischen Ländern getragen wird: die FAIR GmbH, gegründet 2010 als Kapitalgesellschaft und konstituiert durch völkerrechtliche Verträge mit der Aufgabe, die Teilchenbeschleunigeranlage FAIR zu bauen und zu betreiben. Die Partnerstaaten und Eigentümer der FAIR GmbH sind Deutschland, Finnland, Frankreich, Indien, Polen, Rumänien, Russland, Schweden und Slowenien; Großbritannien ist assoziierter Partner. Insgesamt sind die Kosten für das Projekt mit 1,6 Milliarden Euro veranschlagt, von denen die Bundesrepublik Deutschland zusammen mit dem Sitzland Hessen rund 75 Prozent trägt.

Das seit 1969 bestehende GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung wird baulich und technisch mit FAIR verbunden sein: Die bestehenden GSI-Beschleuniger werden als Vorbeschleuniger für die neue Anlage dienen. FAIR wird jedoch einen 1.000-fach intensiveren, hochenergetischen Teilchenstrahl erzeugen können, um etwa extrem seltene Atomsorten („Isotope“) herzustellen. Mit ihnen wollen die Wissenschaftler experimentell nachvollziehen, wie unsere Elemente in gewaltigen Sternenexplosionen, den sogenannten Supernovae, entstanden sind. Außerdem können winzige Materiemengen so stark verdichtet werden, dass für Sekundenbruchteile ein Zustand entsteht wie sonst nur in Neutronensternen, die zu den dichtesten Objekten im Universum zählen: Die Masse zweier Sonnen ist in einem Neutronenstern auf den Durchmesser einer Großstadt zusammengepresst. Wie sich Materie unter solch extremen Bedingungen verhält und was sie dabei über die Starke Kraft verrät, die die Elementarteilchen in Atomen zusammenbindet, ist ein weiterer Forschungsgegenstand.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 12 - 2014 (Dezember 2014)
Seiten: 7
Preis inkl. MwSt.: € 7,00
Autor: Michael Moser
Stefan Kullmann
Wolfgang Kissel
Dr. Markus Bernards

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