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Teilchen mit Sicherheit beschleunigen

01  Luftbild vom Desy-Gelände in Hamburg mit Teilchenbeschleunigern (Quelle: Desy)

01  Luftbild vom Desy-Gelände in Hamburg mit Teilchenbeschleunigern (Quelle: Desy)

02  Der magnetgesteuerte Schlüsselschalter von Fortress Interlock gibt den Schlüssel erst frei, wenn die Anlage sich im sicheren Zustand befindet (Quelle: SSP)

02  Der magnetgesteuerte Schlüsselschalter von Fortress Interlock gibt den Schlüssel erst frei, wenn die Anlage sich im sicheren Zustand befindet (Quelle: SSP)

03  Die Sicherheitstürzuhaltung „amGardPro“ mit Fluchtentriegelung und Sicherheitsschlüssel ermöglicht ein sicheres Betreten der Anlage (Quelle: SSP)

03  Die Sicherheitstürzuhaltung „amGardPro“ mit Fluchtentriegelung und Sicherheitsschlüssel ermöglicht ein sicheres Betreten der Anlage (Quelle: SSP)

04  Die rein mechanische Schlüssel­austauschbox gibt weitere Schlüssel zum ­Öffnen mehrerer Schikanen frei (Quelle: SSP)

04  Die rein mechanische Schlüssel­austauschbox gibt weitere Schlüssel zum ­Öffnen mehrerer Schikanen frei (Quelle: SSP)

Bei Hamburg befindet sich Deutschlands größtes Beschleunigungszentrum Desy (Deutsches Elektronen-Synchrotron). Neben den vielseitigen Forschungsprojekten ist vor allem die Sicherheit der dort arbeitenden Forscher und Wissenschaftler in den weitläufigen und verwinkelten Hallen von großer Bedeutung. Das ist aufgrund der baulichen Gegebenheiten keine einfache Aufgabe. Safety System Products konnte sie mit Schlüsseltransfersystemen von Fortress Interlocks lösen.

Bei Desy (Bild 1) sind rund 2 300 Mitarbeiter beschäftigt. Davon arbeiten etwa 650 Wissenschaftler in den Bereichen Beschleunigerbetrieb, Forschung und Entwicklung. Außerdem mieten sich jährlich etwa 3 000 Wissenschaftler aus 40 Nationen für einige Tage in dem Beschleunigungszentrum ein. Die Forschungsprojekte sind sehr vielseitig – es wird nach den kleinsten Materiebausteinen der Welt gesucht, es werden Werkstoffe entwickelt oder neue Wirkungsmechanismen für künftige Medikamente erprobt. Wichtige Grundlagenforschung also, die dabei helfen soll, die Herausforderungen der Zukunft – wie etwa Klimaschutz, Gesundheit oder Energieversorgung – zu meistern. Die ­Beschleuniger wie auch die Nachweisinstrumente, die Desy entwickelt und baut, sind einzigartige Werkzeuge für die Forschung: Sie erzeugen das stärkste Röntgenlicht der Welt, bringen Teilchen auf Rekordenergien und öffnen völlig neue Fenster ins Universum. Ein Trio, das Desy zum international führenden Zentrum für Röntgenexperimente macht.
■ Petra III ist der weltbeste Speicherring für die Erzeugung von Röntgenstrahlung.
■ Flash liefert ultrakurze Blitze aus „weichem“ Röntgenlicht und ermöglicht einzigartige Experimente.
■ Ab 2017 wird der European XFEL für einen neuen ­Weltrekord sorgen und die intensivsten Röntgenblitze ­aller Zeiten erzeugen.
Der Brillantring Petra III war bei seiner Einweihung 1978 der größte Beschleuniger der Welt. Zunächst fungierte er als „Kollisionsmaschine“ für die Teilchenphysik, später als Vorbeschleuniger für den noch größeren Hera-Ring. Danach wurde er zur brillantesten Lichtquelle seiner Art umgebaut: Seit 2010 liefert Petra III Röntgenstrahlung, die stärker und besser gebündelt ist als bei allen anderen Speicherringen auf der Welt. Die Röntgenstrahlen sind bis zu 5 000-mal feiner als ein menschliches Haar. Damit lassen sich extrem kleine Proben untersuchen – winzige Kristalle aus Eiweißen ebenso wie Nanomaterialien für die Festplatten der Zukunft

Sicherheitsanforderungen der besonderen Art
Damit die Forscherteams aus der ganzen Welt sicher arbeiten können, gelten auf dem ganzen Forschungsgelände von Desy hohe Sicherheitsanforderungen. Insbesondere in den Experimentierstationen, in denen die Wissenschaftler selbstständig ihre Testaufbauten installieren und Experimente mit Röntgenstrahlung durchführen können, ist der Personenschutz durch Safety-Produkte enorm wichtig.
Eine besondere Herausforderung für das Sicherheitsteam stellten dabei die sogenannten „Userschikanen“ dar. Bei den Schikanen handelt es sich um Luken, die genutzt werden, um verschiedene Medien in den Gefahrenbereich zu führen. Da sie abhängig vom Aufbau des Experiments variieren können, müssen die Forscherteams auch selbstständig in der Lage sein, die Schikanen zu öffnen und zu schließen. Vor dem Beginn von Experimenten mit der Röntgenstrahlung müssen die Schikanen geschlossen sein. Um dies sicherzustellen, hat Desy mithilfe von Safety System Products ein Schlüsseltransfersystem nach DIN EN ISO 14119 von Fortress Interlocks aus Wolverhampton in den Sicherheitskreis eingebunden.

Höchste Sicherheitsstufe mit mechanischer Lösung
Fortress Interlock ist bekannt für seine robusten Sicherheits-Türzuhaltungen, die je nach Kundenwunsch konfiguriert werden können. Außerdem funktionieren sie durch den Einsatz eines Schlüsseltransfersystems rein mechanisch, also ganz ohne Verkabelung. Diesen Vorteil machte sich Desy an ihren Schikanen zunutze, um sich großen Verdrahtungs- und Steuerungsaufwand zu sparen. Mit der intelligenten Kombination aus Schlüsseltransfersystem und Zuhaltung lösen die „amGard“-Zuhaltungen fast jede Sicherungsanwendung bis SIL3 (EN/IEC 60261) Kategorie 4 und PL e (EN / ISO 13849-1).
Möchte ein Forscher die Luke öffnen, muss er hierzu zunächst den Hauptschlüssel am Bedienpanel abziehen (Bild 2). Dieser wird durch einen magnetgesteuerten Schalter festgehalten, sodass er nur abgezogen werden kann, wenn die Anlage im sicheren Zustand ist und ein Freigabesignal der Sicherheitssteuerung vorliegt. Mit dem Schlüssel kann der Forscher nur die rein mechanische Sicherheitszuhaltung öffnen. Solang diese geöffnet ist, steckt der Schlüssel fest. Erst wenn die Sicherheits-Zuhaltung bzw. die Schikane wieder geschlossen wird, lässt sich der Schlüssel abziehen. Jetzt kann er wieder am Hauptschalter eingesetzt und die Anlage gestartet werden. Ein weiteres Highlight der „amGardPro“-Reihe ist die „Extracted Key“- Funktion, die durch das Abziehen persönlicher Sicherheitsschlüssel optimalen Schutz bietet (Bild 3). Die Funktionsweise ist dabei denkbar einfach: Bevor das Personal für die Instandhaltung die Anlage betritt, muss der Sicherheitsschlüssel gezogen und mit in die Anlage genommen werden. Sollte nun unbeabsichtigt die Schutztüre geschlossen werden, kann die Anlage ohne den Schlüssel nicht gestartet werden.
Sollen mehrere Schikanen geöffnet werden, besteht die Möglichkeit, eine ebenfalls rein mechanische Schlüsselaustauschbox zu nutzen (Bild 4). Wird der Schlüssel aus dem Hauptschalter hier eingesteckt, werden die weiteren Schlüssel freigegeben und können zum Öffnen der vielen Schikanen genutzt werden. Alle Schlüssel besitzen nach der Norm EN ISO 14119 die höchste Codierungsstufe, sodass Manipulation oder eine Fehlbedienung der Schlüssel ausgeschlossen sind. Um die Handhabung möglichst intuitiv zu gestalten, sind die Schlüssel und Schlösser beschriftet und farblich gekennzeichnet. Bei Desy schätzt man am Schlüsseltransfersystem vor allem die einfache Bedienung, denn das Prinzip, Türen mit Schlüsseln zu öffnen, kennt schließlich jedermann! (no)

Ulrich Blank ist Vertriebsmitarbeiter bei SSP in Spaichingen. u.blank@ssp.de.com

Ulrich Blank ist Vertriebsmitarbeiter bei SSP in Spaichingen. u.blank@ssp.de.com