Reinraum für ESS-Teilchenbeschleuniger
Das STFC (Science and Technology Facilities Council) ist eine weltweit führende wissenschaftliche Organisation. Es unterstützt Forschung in vielen Disziplinen, einschließlich von Teilchenphysik.
STFC arbeitet weit vielen Jahren eng mit Connect 2 Cleanrooms zusammen, wobei die Reinraumspezialisten eingesetzt wurden, um Lösungen für die Kontaminationskontrolle für ihre Nischenanforderungen zu entwickeln. Als STFC einen maßgeschneiderten Reinraum für die ESS (European Spallation Source) in Schweden brauchte, gewann Connect 2 Cleanrooms die Ausschreibung und lieferte erfolgreich die zwei Reinraumprojekte der ESS Schweden über STFC. Diese Reinräume werden zurzeit beim Bau und Betrieb eines Teilchenbeschleunigers, der die leistungsstärkste Neutronenquelle weltweit sein und so wissenschaftlichen Fortschritt ermöglichen wird, eingesetzt.
Der erste gelieferte Reinraum ermöglichte der ESS Erfahrungen und Verfahren für den Bau des Beschleunigers zu entwickeln. Nachdem diese ersten Erfahrungen mit dem Reinraum gemacht wurde, erstellte STFC das Konzept für den zweiten mobilen Reinraum für Connect 2 Cleanrooms.
Der Teilchenbeschleuniger wird in Abschnitten in diesem mobilen Reinraum der ISO-Klasse 5 in ESS-Anlagen in Schweden gebaut. Die Abschnitte werden anfänglich außerhalb des Tunnels gebaut, da so ausreichend Platz verfügbar und der Zugriff auf die Infrastruktur besser ist.
Beschleunigerabschnitte werden im Reinraum gebaut. Wenn diese fertig sind werden sie vor dem Transport in den Tunnel geprüft und versiegelt.
Im Tunnel verfügt ESS über mobile Reinräume, um die Verbindung verschiedener Beschleunigerabschnitte unter ISO-5-Bedingungen zu ermöglichen. Dies ist ein andauernder Prozess. Die Inbetriebnahme des Beschleunigers ist für 2021 geplant.
Testlauf unter Aufsicht von STFC
Connect 2 Cleanrooms installierte den Reinraum in einem Testlauf in der Anlage in Lancaster unter Aufsicht von STFC, um die effiziente Installation in Schweden sicherzustellen. Dies gewährleistete, dass der nach Schweden gelieferte Reinraum zu 100 % funktional ist und den Spezifikationen entsprach. Diese Off-site-Installation ermöglicht außerdem eine problemlosere, effiziente Installation vor Ort, da keine Modifikationen vor Ort mehr erforderlich sind.
Die Größe des Tunnels stellte eine Herausforderung für den mobilen Reinraum dar. Mit einer Gesamthöhe von 4 m brachten die zum Betrieb des Beschleunigers benötigte Versorgungsleitungen für z. B. Wasser und Druckluft die Deckenhöhe runter auf 3,5 m.
Aus diesem Grund bat STFC, den mobilen Reinraum in unterschiedlichen Abschnitten einzusetzen. Jeder Abschnitt konnte unabhängig betrieben werden, konnte aber auch, nachdem der Abschnitt in Position gebracht wurde, mit anderen Abschnitten verbunden werden. Einer der Abschnitte ist außerdem höhenverstellbar, sodass er frei unter den Versorgungsleitungen bewegt werden und auf die Endhöhe gebracht werden kann, wenn er in Position ist.
Da der mobile Reinraum häufig den Einsatzort wechseln musste, wurde er aus einer stabilen Edelstahlkonstruktion hergestellt.
STFC erstellte Benutzeranforderungen (URS, user requirements specification), die Connect 2 Cleanrooms basierend auf deren Wissen und Anforderungen für diese enge Nische befolgen mussten. Die Vorgaben von STFC wurden eingehalten und das Design durch feine Details, wie die Art und Weise der Verbindung der Reinraumeinheiten und Durchführung der Höhenänderungen, verbessert.
„Die größte Stärke, die mir beim Arbeiten mit Connect 2 Cleanrooms aufgefallen ist, ist ihre Flexibilität. Sie bringen Ideen ein. Für uns ist dann von Vorteil im Vergleich zu anderen Unternehmen, die Standard-Reinräume anbieten, da STFC eine maßgeschneiderte Lösung benötigt. Ihre Mobilität und Flexibilität, neue Bereiche für Reinräume zu finden, sowie die Fähigkeit, eine maßgeschneiderte Lösung zu bieten, ist nicht ohne weiteres bei anderen Unternehmen zu finden“ sagte Keith Middleman, Leitender Vakuumtechniker bei STFC.
Hauptmerkmale des Projektes:
- Drei separate Reinraumeinheiten, die zu einem einzelnen Raum verbunden werden können
- Mobile Einheiten zur Herstellung und In-situ-Installation des Teilchenbeschleunigers
- Eine höhenverstellbare Einheit, um die Höhenunterschiede beim Umpositionieren und im Betrieb zu bewerkstelligen
- Erfüllt durch ULPA-Filtration die Partikelzahlen gemäß ISO 14644-1:2015 Klasse 5
- Gesamtstandsfläche: 6,91 m² mit einer Innenhöhe von 2,83 m, die auf 3,5 m erhöht werden kann.
- Werkzeugbereich: 1,62 m² (1,21 m x 1,34 m) – 187 Luftwechsel pro Stunde bei 0,45 m/s
- Ausstauschbereich: 2,66 m² (1,21 m x 2,2 m) – 114 Luftwechsel pro Stunde bei 0,36 m/s
- Arbeitsbereich: 2,64 m² (1,2 m x 2,2 m) – 143 Luftwechsel pro Stunde bei 0,45 m/s
- LED-Arbeitsplatzbeleuchtung für empfindliche und Präzisionsarbeit
„Wir lieben Innovation. Als STFC mit dieser einzigartigen und hochinteressanten Anforderung auf uns zugekommen ist, wussten wir, dass wir bei diesem Projekt helfen können. STFC ist eine weltweite führende Organisation und wir sind Experten für Reinräume. Durch die Kombination des Prozesswissens von STFC mit unserem Reinraum-Know-how funktionierte die Zusammenarbeit perfekt.
Nach dem Erfolg dieses Projekts arbeiten wir mit STFC an drei weiteren mobilen Reinräumen, die bei der Installation des Teilchenbeschleunigers der ESS in Schweden eingesetzt werden“, sagte Fiona Kerr, Gebietskundenbetreuerin, Connect 2 Cleanrooms.
