Europejski Rentgenowski Laser na Swobodnych Elektronach

 

European X-ray Free Electron Laser, czyli  Europejski Rentgenowski Laser na Swobodnych Elektronach to najpotężniejsze urządzenie badawcze tego typu na świecie. Jest to najbardziej zaawansowane przestrajalne laserowe źródło silnego promieniowania w zakresie rentgenowskim. Ten międzynarodowy projekt badawczy, zainicjowany w 2009 roku (gdy niemieckie Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych wydało zgodę na budowę lasera) w ośrodku badawczym DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) w Hamburgu, zrzesza dziś naukowców, badaczy i inżynierów z całego świata, również z Polski.

Laser na swobodnych elektronach XFEL emituje nadzwyczaj jasne (5 × 10 do 33) i krótkie (femto-sekundowe) impulsy spójnej wiązki światła  laserowego o bardzo dużej ich energii rzędu 17,5 GeV, w zakresie długości fali od 0,05 do  4,7 nanometrów (promieniowanie X).  Jego infrastruktura o długości 3,4 km umieszczona jest w podziemnych tunelach  (położonych od 6 do 38 m pod ziemią) ciągnących się od ośrodka DESY do miasta Schenfeld (w landzie Szlezwik-Holsztyn), gdzie zlokalizowany jest kampus badawczy European XFEL.

 

Wirtualna wycieczka po European XFEL

 

Działalność European XFEL została zainaugurowana we wrześniu 2017 roku. Projekt współtworzony jest przez 12 państw, które wniosły kontrybucje na rzecz jego budowy oraz eksploatacji  i tym samym stały się jego udziałowcami. Są to Niemcy, Dania, Francja, Węgry, Włochy, Rosja, Słowacja, Hiszpania, Szwecja, Szwajcaria, Polska i Wielka Brytania. Warto dodać, że ponad 58% wkładu na jego budowę wniosły Niemcy – władze federacji oraz miasto Hamburg i władze federalne kraju związkowego Szlezwik-Holsztyn, na którego terenie znajdują się urządzenia badawcze (ze strony Niemiec udziałowcem XFEL jest DESY, które w dużej mierze zarządza jego funkcjonowaniem). Pozostała część kosztów została sfinansowana przez kraje członkowskie, przy czym Rosja pokryła 27% z nich.

Warto dodać, że duża część wyposażenia European XFEL została dostarczona w ramach wkładu rzeczowego (in-kind constributions (IKC)). Jego wartość to około 50% całkowitego kosztu budowy infrastruktury XFEL. Wartość IKC Polski to aż 18 390 000 Euro. Taka kwota została więc w polskim przemyśle, realizującym zamówienia dla organizacji. Całość polskiego wkładu w budowę lasera koordynowało Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ). W urządzeniu i niezbędnej do jego działania infrastrukturze znajdują się elementy stworzone przez firmy i grupy badawcze z Krakowa, Wrocławia i Warszawy.

 

The European XFEL GmbH

The European XFEL zorganizowany jest jako spółka z ograniczoną odpowiedzialnością operująca wg prawa niemieckiego (GmbH), działająca non-profit, którą współtworzą międzynarodowi akcjonariusze. Są oni wskazywani przez władze państw, które zaangażowały się w tworzenie i wspieranie działalności European XFEL. Polskę w działalności XFEL reprezentuje Narodowe Centrum Badań Jądrowych, które jest jednym z największych instytutów naukowych w Polsce, dysponującym m.in. jedną z dwóch dużych infrastruktur badawczych w Polsce – jądrowym reaktorem badawczym Maria.

NCBJ obecnie przystąpił do budowy POLFEL – Polskiego Lasera na Swobodnych Elektronach oraz CERAD – Centrum Projektowania i Syntezy Radio-farmaceutyków Ukierunkowanych Molekularnie,  jak dwóch równie dużych strategicznych infrastruktur badawczych wpisanych na listę Polskiej Mapy Drogowej Infrastruktury Badawczej.

 

European XFEL GmbH działa non-profit w obszarze badań naukowych, a jego cele to m.in.:

  • projektowanie, konstruowanie, obsługa i eksploatacja, na użytek badań naukowych, źródła lasera na swobodnych elektronach opartego na akceleratorze liniowym i powiązanych z nim instrumentów
  • wspieranie społeczności naukowej przez udostępnianie jej infrastruktury European XFEL
  • opracowywanie i realizacja badań naukowych z wykorzystaniem European XFEL
  • przeprowadzenie wszelkich niezbędnych prac badawczo-rozwojowych nad akceleratorem, procesem laserowym na swobodnych elektronach i technikami eksperymentalnymi
  • wspieranie ogólnego zasięgu społecznego i transferu wiedzy

European XFEL zarządzany jest przez Radę (Council), w której zasiada po dwóch reprezentantów krajów będących udziałowcami projektu. Spotykając się przynajmniej dwa razy do roku, decydują o najważniejszych kwestiach związanych z jego działalnością i rozwojem. Delegatami ze strony Polski są Mateusz Gaczyński z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz Grzegorz Wrochna z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

 

Dlaczego to ważne?

European XFEL przewyższa konwencjonalne lasery jasnością i krótkim czasem trwania impulsu oraz możliwością strojenia w szerokim zakresie długości fali. Laser generuje 27 tysięcy razy na sekundę ultrakrótkie impulsy światła laserowego o natężeniu miliardy razy przewyższającym intensywność wiązek emitowanych przez najlepsze konwencjonalne źródła promieniowania rentgenowskiego. Impulsy te pozwolą naukowcom z całego świata na dokonanie progresu w ich badaniach. Może mieć to implikacje np. w pracach nad zobrazowaniem szczegółowej struktury wirusów, badaniach nad molekularnymi mechanizmami funkcjonowania komórek, filmowaniu przebiegu reakcji chemicznych, poznaniu procesów zachodzących w gwiazdach i planetach, ale też modyfikacjach istniejących materiałów i opracowywaniu nowych.

 

Dla biznesu i przemysłu

Funkcjonowanie European XFEL GmbH, choć opiera się o zasady non-profit, wiąże się z wykorzystaniem ogromnego budżetu operacyjnego (ok. 117 milionów euro rocznie), który w formie zamówień może trafiać do krajowego przemysłu. Wśród polskich firm z sektora high-tech są już firmy, z sukcesami realizujące zamówienia dla organizacji, już na etapie budowy infrastruktur badawczej. Przykładem jest konsorcjom, w którym  podmiotem wiodącym został Wrocławski Park Technologiczny, udziałowcem  Narodowe Centrum Badań Jądrowych, a realizacji podjęły się firmy  Kriosystemem i Kates Sp. z o.o. z Olsztyna  oraz Zakład Kriogeniki Politechniki Wrocławskiej. Projekt European XFEL będzie stale rozwijany. Plany na przyszłość wraz z potrzebami wynikającymi z eksploatacji lasera generują szereg zamówień, które realizować mogą również polskie firmy i instytucje. Wartość kontraktów, które zawiera rocznie European XFEL to około 40 milionów euro.

Zamówienia od European XFEL GmbH udzielane są na zasadach określonych w niemieckim i unijnym prawie dotyczącym zamówień publicznych. Wszystkie zapytania ofertowe, których wartość przekracza progi określone w unijnym prawie i określane są jako EU-wide tenders (powyżej 209 000 Euro dla produktów i usług oraz powyżej 5 225 000 euro dla prac konstrukcyjnych) ogłaszane są na stronie internetowej Tenders Electronic Daily (TED). Zapytania ofertowe dotyczące zamówień poniżej tej kwoty publikowane są na krajowej (federalnej) stronie internetowej Bundesanzeiger. Ogłoszenia można znaleźć również na stronie internetowej XFEL.

 

Szczegółowe zasady zamówień European XFEL

XFEL CALL FOR TENDER

XFEL PROCURMENT RULES

DESY – TENDERS

Portal TED

 

Wszystkie zaproszenia do składania ofert powyżej progu dla przetargów ogólnoeuropejskich (> 209.000 EUR na towary i usługi oraz> 5.225.000 EUR na budowę) są ogłaszane na stronie internetowej Tenders Electronic Daily (TED) i wszystkie oferty uznane za krajowe (poniżej wartości 209.000 EUR) są ogłaszane na krajowej / federalnej stronie internetowej o nazwie „Bundesanzeiger”. Przy wyborze zwycięskiej oferty organizacja kieruje się stosunkiem najkorzystniejszej relacji jakości do ceny. Część z postępowań zakupowych European XFEL dotyczących akceleratora liniowego zarządzana jest przez grupę ds. zamówień ośrodka DESY. W postępowaniach zakupowych nie stosuje się kryterium kwalifikowalności kraju – przedsiębiorstwa z całego świata mogą uczestniczyć w przetargach prowadzonych przez European XFEL.

Zarządzaniem relacjami między European XFEL a przemysłem zajmuje się Industrial Liaison Office działające przy spółce. Jego rolą jest wyszukiwanie dostawców z sektora high-tech dla tego ośrodka Big Science, angażowanie europejskiego przemysłu w wykorzystywanie potencjału XFEL, ale też koordynowanie procesu powstawania patentów i licencji na podstawie wyników badań prowadzanych w ośrodku. Zajmuje się też wspieraniem tworzenia startupów wykorzystujących technologie pochodzące z European XFEL i procesu transferu wiedzy do firm i instytucji z państw go współtworzących.

ILO European XFEL

 

European XFEL prowadzi też szereg działań mających na celu zwiększanie zaangażowania środowiska naukowego w wykorzystanie jego aparatury. Nawiązano szereg kooperacji z organizacjami z całego świata. Instalacja badawcza udostępniana jest badaczom w ramach tzw. user consortia. Ośrodek zaangażowany jest również w szereg badawczych programów europejskich takich jak: CALIPSOplus, CREMLIN, EOSCpilot, EUCALL, OpenDreamKit.

 

Logo UE

Projekt współfinansowany przez Unie Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.