#GINIX – das #Göttingen Instrument for #Nano-#Imaging with #Xrays
ist unser¹ #Röntgen-#Mikroskop am Hamburger #Synchrotron PETRA III beim @DESY.
Seit 2011 fahren wir meistens zwei Mal im Jahr für jeweils einige Wochen zum Experiment, um (i) grundlegende Experimente zu wagen, (ii) die Bildgebungsmethoden zu verbessern und erweitern sowie (iii) hochauflösende Daten für unsere Kollaborationspartner zu gewinnen.
¹Arbeitsgruppe Prof. Tim Salditt,
https://www.uni-goettingen.de/saldittlab
#Sicherungskasten für einen winzigen Teil des Experimentes.
Die gelben Klappen sind die Schikanen: Hier haben wir die Möglichkeit, Schlauche, Kabel und Rohre durch ein "Loch in der Strahlenschutzwand" zu schmuggeln.
Die Klappen sind auf beiden Seiten der Wand, von oben zugänglich; dann führt man die Leitungen in einer großen Schlaufe nach unten durch einen schmalen Spalt. Regelmäßig wird überprüft, dass keine ionisierende Strahlung durch die Schikane entweichen kann.
Es gibt zwei Arten von Schikanen: Nutzerschikanen kann man selber öffnen (dafür muss ein Sicherheitsschlüssel abgezogen werden, mit dem die Strahlfreigabe erlischt) – und die "echten". Dafür braucht man ein Papierformular, eine schriftliche Bestätigung – und dann kommt das Werkzeug vorbei.
Durch diese "langfristigen" Durchführen haben wir vorgestern unsere Glasfaser neu verlegt; vergangenes Jahr wurden neue Gasrohre gelegt und in der Schikane verschweißt – sehr aufwändig, aber auch interessant.
Kleiner Nebentröt zum #Strom.
Mittwoch Abend, #Himmelfahrt 2018: Wir richten das Instrument für eine neue Nutzergruppe ein.
Es gibt Makros, um den Probenhalter in eine sichere Position zum Wechseln zu bringen. Die „zweitbeste“ Probe wird geholt – dann sollen die Nutzer ran.
“sample_out” ist der Befehl. Nutzer drückt Enter. Licht aus.
Stille.
Augen gewöhnen sich an die Notbeleuchtung.
Piepen. Alarme.
‘That's … large. It wasn't you”, behaupte ich vorsorglich.
Wir verlassen die Strahlenschutzkabine, auch in der Kontrollhütte: kein Licht. Das gewohnte Rauschen der Lüftungen – fehlt. Wir gehen auf den Flur.
Dunkel, bis auf Notbeleuchtung. Dafür mehr piepende Alarme.
“This … really … wasn't you”, beruhige ich die Nutzer.
Langsam kommen Leute aus ihren Löchern gekrochen: „kein Strom.” – „Das ist was größeres.“
Logbucheintrag:
#STROMAUSFALL 09. Mai, gegen 23:10
haspp10wg Neustart: 10. Mai, 00:49
[also ca. anderthalb Stunden später]
[Screenshot 11. Mai]
PETRA III Status-Monitor:
main power station of #PETRA and #FLASH has failed on Wed at 23h.
Many electronic devices broke and had to be repaired.
Repairs still ongoing.
!!! Carefully check #beamline hardware !!!
Some beamlines experienced serious damages.
(OHS, [int. Telefonnummer])
Darunter handschriftliche Eintragungen zum Status der #GINIX.
Über eineinhalb Stunden kein Strom. Michael (Beamline-Chef) kam wieder rein, hat die Racks aufgerissen. Später bin ich mit dem #EMBL-Martin losgezogen, um weitere Rack-Türen aufzumachen. „Ich weiß nicht, warum wir das machen; aber Michael macht das. Ist also richtig.“
Die Idee war: Wenn der Strom wieder kommt, gehen die #Rechner an und werden warm; wir wissen aber nicht, was mit der #Kühlung ist – also Türen auf.
Wie – viele – Racks – das EMBL hat!1</neid>
Wie gesagt: der Abend vor Himmelfahrt.
Das heißt, die ganzen Expertengruppen waren schon im langen Wochenende.
Rufbereitschaften wurden gerufen, um Mitternacht. Fast normal – aber nicht in diesem Ausmaße.
Achso, VoIP-Telefone? Waren mittlerweile aus.
Die analogen Not-Telefone funktionierten noch.
Hektisch kamen Grüppchen von Leuten rein, um zum Beispiel Stickstofftanks zu sichern.
„Morgen ist Hafengeburtstag; hier können wir eh nichts machen“, meinte Michael.
Blick von den Dächern der EMBL-Hütten in die PETRA-Halle, ca. 300 Meter lang. Nur Notlicht. Kein Rauschen, aber überall piept es.
Dann ein leiser Knapp, lautes Zischen, eine weiße Wolke steigt auf.
Piepen.
Wieder. Knall. Zischen. Weißer Dampf.
Knall. Zwischen. Dampf.
Von einer Beamline zur nächsten.
„Ah, die Monos werden warm.“
Monochromatoren sind Kristallpaare, um eine Farbe der breitbandingen #Röntgenstrahlung zu selektieren. Der Rest der Energie muss weg – in Wärme. Dafür werden die Monos mit flüssigem #Stickstoff gekühlt.
Kein Strom: keine Kühlung.
Der Stickstoff wird warm („kocht”), dehnt sich aus, der Druck steigt – die Ventile öffnen.
Beeindruckende Szene.
[Bitte für vollständige Dramatik im Breitbild¹ vorstellen, 16:9 reicht nicht.]
¹Cinemascope, 21:9. Piepende Alarme mit Dolby Digital Surround.
Die Idee ist schon richtig.
Die Klima braucht ja auch im Zweifel wieder eine Zeit.
Wir haben eine Netzersatzanlage für die Server, nur nicht die Klima.
Da wurden dann auch in den Räumen die Dachluken, die Zwischen und Aussentüren geöffnet wenns zu schnuckelig wurde. Ist aber zum Glück schon lang nimmer passiert.
@wbdan Ja, das klingt sehr sinnvoll.
Ich fand, auch aufgrund der Atmosphäre¹, dieses „wir reißen die Schränke auf, weil Michael das macht“, faszinierend.
https://academiccloud.social/@mosterh1/110435269066609252 f.
Blick von den Dächern der EMBL-Hütten in die PETRA-Halle, ca. 300 Meter lang. Nur Notlicht. Kein Rauschen, aber überall piept es. Dann ein leiser Knapp, lautes Zischen, eine weiße Wolke steigt auf. Piepen. Wieder. Knall. Zischen. Weißer Dampf. Knall. Zwischen. Dampf. Von einer Beamline zur nächsten. „Ah, die Monos werden warm.“
Nach der Genehmigung also: Schikane öffnen, Dreier-Bündel zurückziehen und öffnen; abrollen; wieder sauber zusammenbündeln, durchziehen; Schikane schließen.
Jetzt ist alles wieder schön ordentlich und der Detektor ist angeschlossen.
Moench: Micropixel with enhanced pOsition rEsolution usiNg CHarge integration, https://www.psi.ch/en/lxn/moench
400 mal 400 Pixel, 25 µm; durch Ladungsmessung und ein „Auslaufen“ in Nachbarpixel sind sub-Pixel-Interpolation und Energieauflösung möglich.
MÖNCH is a novel hybrid silicon pixel detector based on charge integration and analog readout, featuring a challengingly 25 μm pixel pitch. It is a research project which aims to push the development of hybrid pixel detectors to its limits in terms of photon flux, position resolution, energy information and low energy detection. MÖNCH02 is a fully functional, small scale prototype of 4x4mm2, containing an array of 160x160 pixels, designed in UMC 110nm technology.
Wird der nun freie kernnahe Platz von einem der verbliebenen Elektronen eingenommen, kann die frei werdende Bindungsenergie in Form von Strahlung abgegeben werden – für K-Schalen mittlerer oder L-Schalen schwerer Elemente liegen die Energien typischerweise im Bereich weniger bis einige Dutzend keV; für leichte Elemente (Kohlenstoff, Sauerstoff) bei einigen hundert Elektronenvolt.
Werden diese Fluoreszenz-Photonen detektiert, lässt sich deren Energie messen.
Diese Energie ist zunächst eine intrinsische Eigenschaft des betrachteten Atoms (bzw. des Ionisationszustandes); aus dem gemessenen Spektrum kann somit auf die elementare Zusammensetzung einer Probe geschlossen werden.
Geschieht die Anregung mit einem fokussierten Röntgenstrahl, welcher die Probe abrastert, erhält man ein „Bild” – wobei jeder Punkt ein Spektrum enthält – und somit eine räumlich aufgelöste Verteilung der Elemente erhalten werden kann.
Das Abraster einer Probe, um die lokale Fluoreszenz zu messen, ist ein langwieriger Prozess; zudem wird viel Dosis im Objekt deponiert.
In der Publikation „Full-field x-ray fluorescence imaging using a Fresnel zone plate coded aperture“¹ haben Jakob Soltau und Kollegen gezeigt, wie sich die Fluoreszenz mit der direkten Bildgebung verbinden lässt – so können auch ohne Abrastern der Probe sogar (röntgen-)farbige Bilder gemessen werden.
¹ https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-10-1-127&id=525418
Markus Osterhoff
wbdan