BESSY II

Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung
Bessy II, dahinter BESSY Verwaltung
Kategorie:	Forschungseinrichtung
Träger:	keiner (rechtlich selbstständige GmbH)
Mitgliedschaft:	Helmholtz-Gemeinschaft
Standort der Einrichtung:	Berlin-Adlershof
Art der Forschung:	Grundlagenforschung
Fächer:	Naturwissenschaften
Grundfinanzierung:	Bund (50 %), Länder (50 %)
Leitung:	Wolfgang Eberhardt
Mitarbeiter:	ca. 190
Homepage:	www.bessy.de

Die Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung m. b. H. (BESSY) ist eine Forschungseinrichtung in Berlin, die durch Bereitstellung von Synchrotronstrahlung Dienstleistungen für Wissenschaft und die Industrie erbringt. Die Betreibergesellschaft wurde am 5. März 1979 zur Errichtung und Betrieb einer Elektronenspeicherringanlage gegründet. Zum 1. Januar 2009 fusionierte BESSY mit dem Hahn-Meitner-Institut zum Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH. BESSY ist dadurch aus der Leibniz-Gemeinschaft ausgeschieden, das gemeinsame Institut gehört zur Helmholtz-Gemeinschaft.

Der Kurzname BESSY ist besser bekannt als Eigenname des jeweils von der Gesellschaft errichteten und betriebenen Elektronenspeicherrings, gegenwärtig das BESSY II in Berlin-Adlershof.

BESSY I

Die 130 Millionen D-Mark (umgerechnet ~66,5 Millionen Euro) teure Anlage BESSY I nahm am 19. Dezember 1981 ihren Betrieb am Breitenbachplatz in Berlin-Wilmersdorf auf. BESSY I hatte weitreichenden wissenschaftlichen Erfolg im Rahmen der Bereitstellung von Vakuum-Ultravioletter (VUV) und weicher Röntgenstrahlung (XUV). Die Anlage wurde 1999 aus Kostengründen zu Gunsten von BESSY II abgeschaltet. Große Teile der Anlage wurden 2001 abgebaut und als Teil eines UNESCO-Projektes nach Jordanien gebracht, wo diese im Rahmen des SESAME-Projekts wieder Verwendung finden sollen.

In BESSY I wurden Elektronen mit einer kinetischen Energie zwischen 200 und 800 Megaelektronenvolt gespeichert. Es hatte einen Umfang von ca. 60 Metern. Mit Hilfe von BESSY I wurden unter anderem die Spektrometer der Sonnensonde Soho und die Detektoren des Weltraumteleskops Chandra vermessen.

BESSY II

Der Erfolg von BESSY I führte zu einer steigenden Nachfrage nach Synchrotronstrahlung, so dass der Beschluss für einen verbesserten Nachfolger, einer Hochbrillanz-Strahlungsquelle, gefasst wurde. Heute werden von BESSY II an 5000 Stunden im Jahr die Bedingungen für Experimente angeboten, wobei die Zuverlässigkeit bei der Bereitstellung von Synchrotronstrahlung bei 98 % liegt.

Am 4. Juli 1994 wurde mit dem Bau von BESSY II in Berlin-Adlershof begonnen und es wurde am 4. September 1998 eingeweiht. Es bildet ein Kernelement des Wissenschafts- und Wirtschaftsstandorts Adlershof (WISTA). Das 200 Millionen D-Mark (umgerechnet ~102,3 Millionen Euro) teure Projekt besteht aus einem Synchrotron mit einem Umfang von 96 Metern sowie dem eigentlichen Elektronenspeicherring mit einem Umfang von 240 Metern und einer Experimentierhalle.

Es werden Elektronen auf eine Energie von maximal 1,7 Gigaelektronvolt beschleunigt und in den Speicherring, in dem ein höheres Vakuum als auf dem Mond herrscht, injiziert. Sowohl an Ablenkmagneten wie auch an Undulatoren werden Lichtpulse erzeugt. Die Anlage verbraucht im Normalbetrieb 2.7 Megawatt elektrische Leistung ^[1]. Die Elektronen, die in drei acht-Stunden Schichten am Tag durch den Speicherring laufen, legen in einer Schicht die Strecke von der Erde bis zum Pluto zurück.

Am 24. September 2004 wurde damit begonnen, in direkter Nachbarschaft die MLS (Metrology Light Source), auch bekannt als Willy-Wien-Laboratorium, ein Projekt der PTB, zu bauen. Diese ist im Frühjahr 2008 in Betrieb gegangen und wird unter anderem ähnliche Aufgaben wie BESSY I übernehmen. Das MLS hat einen Umfang von 48 Metern.

Die Forschung bei BESSY stand immer in freundschaftlicher Kooperation mit ähnlichen Projekten, insbesondere dem DESY in Hamburg. Diese Elektronenspeicherringe sind ein sehr kostspieliges Unterfangen und können nur durch nachhaltige Unterstützung öffentlicher Träger realisiert werden.

Es gibt verschiedene Modi, in denen BESSY betrieben wird. Diese unterscheiden sich im zeitlichen Abstand der Elektronenpakete:

• Multibunch: Dies ist der Betriebsmodus, der meist verwendet wird. Hier befinden sich etwa 350 gleich gefüllte Elektronenpakete im Ring mit einem zeitlichen Abstand von 2 ns zueinander. Zwischen den Paketen wird eine Lücke von etwa 100 ns gelassen, in der sich nur ein einzelnes, aber stärker gefülltes Elektronenpaket befindet (zusammen "Hybridfüllung"). Es wird alle acht Stunden injiziert.
• Singlebunch: Dieser Betrieb wird zwei Wochen im Halbjahr angeboten. Hier befindet sich nur ein einzelnes Elektronenpaket im Ring. Dieser Betrieb eignet sich für zeitaufgelöste Experimente, da hier der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lichtpulsen 800 ns beträgt, so dass sich diese gut voneinander unterscheiden lassen.
• Low-Alpha: Im Low-Alpha-Modus (sowohl Singlebunch, wie auch Multibunch) sind die Elektronenpakete räumlich stark konzentriert (bei geringerer Füllung), so dass zeitlich kurze Lichtpulse erzeugt werden. Weiterhin ist in diesem Modus die abgestrahlte Intensität im Terahertz-Bereich sehr viel größer.

Experimente bei BESSY

• Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS)
• Photoelektronenspektroskopie (PES)
• Photoelektronenmikroskopie (PEEM)
• Röntgenmikroskopie
• Femtoslicing
• Röntgenlithographie
• Röntgenstrukturanalyse von Proteinen

BESSY-FEL

Seit Juli 2000 ist der Bau eines Freie-Elektronen-Laser (FEL) in Planung. Der ca. 400 m lange Linearbeschleuniger soll direkt neben dem Synchrotron BESSY II am Ernst-Ruska-Ufer gebaut werden. Er wird, genauso wie der Ringbeschleuniger, Lichtpulse im Ultravioletten bis weichen Röntgenbereich erzeugen. Diese werden jedoch von höherer Intensität bei sehr viel kürzerer Dauer sein. Ein geplantes Anwendungsgebiet ist z. B. die Untersuchung von chemischen Reaktionen, wobei durch den Stroboskopeffekt Momentaufnahmen der komplexen Abläufe gemacht werden können.

Im Mai 2006 hat der Wissenschaftsrat den Bau des BESSY-FEL empfohlen. Von 2007 bis 2010 soll zunächst eine zweistufige Anlage gebaut und getestet werden, welche dann ab 2010 zu dem vierstufigen BESSY-FEL ausgebaut werden soll.

Im Herbst 2008 wurde entschieden, den FEL nicht bei BESSY II zu errichten, sondern als Erweiterung zum FLASH beim DESY bei Hamburg. Bei BESSY II soll hingegen die Erforschung eines Linearbeschleunigers mit Energierückgewinnung erfolgen.

Siehe auch

• Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Berlin

Weblinks

• http://www.bessy.de

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.bessy.de/cms.php?idcatart=786 Stand 2. August 2008

52.42777777777813.53257Koordinaten: 52° 25′ 40″ N, 13° 31′ 57″ O