2016. május: jegyzet, portré, tudomány, egyetem, innováció, közlekedés, lézer, építés, kiállítás/konferencia, energiagazdálkodás, fenntarthatóság, zöldkörnyezet, disszemináció, vízgazdálkodás, it
2016. május 4.

Szerző:
Bogdán Zoltán

Fotó:
eli-alps.hu

Ez év végén elkészül a szegedi szuperlézer épületkomplexuma

Hazánk legnagyobb K+F beruházásáról, a „szuperlézerként” emlegetett szegedi ELI-ALPS-ról (Extreme Light Infrastructure – Attosecond Light Pulse Source) lapunk 2012 óta minden évben részletesen beszámol. A mostani tavaszi látogatásnak az adott különleges aktualitást, hogy szinte napra pontosan két éve kezdődtek meg a mélyépítési munkálatok. Mucsi János műszaki igazgató segítségével a helyszínen győződhettünk meg arról, hogy a hatalmas ütemben épülő, 70 milliárd forintos komplexum épületei már 90 százalék fö­lötti készültségi fokozatban vannak, nincs akadálya a decemberi műszaki átadásnak.


Nem kell sokáig keresgélnie a „szuperlézer” helyszínét annak, aki az autópályán vagy a régi 5-ös úton észak felől közelíti meg Szegedet, ugyanis az Üdvözöljük városunkban! feliratot egy körforgalom követi, ott pedig nagy betűkkel az áll, hogy ELI Lézerközpont – balra. Azért túl nagy lendülettel még ne kanyarodjunk be a volt szovjet – és még korábbi csendőr- – laktanya területére, mert jóllehet a csomópont és a bekötőút már elkészült, de az még nincs megnyitva a forgalom számára. Az épületeken is van még néhány hónapnyi csiszolgatnivaló, hátra van még a tereprendezés, parkosítás és a kertépítés egy része. Ám 2016. december 6-áig az utolsó szögig, díszburkolatig és örökzöld cserjéig el kell készülnie a teljes komplexumnak.

Épülnek az épületszerkezetek

Mármint maguknak az épületeknek és az őket körülvevő 10 hektáros területnek – merthogy a tudományos „élesítés” majd csak az infra­struktúra véglegesítése után következik. Az „igazi” átadási időpont 2018. május 31., akkorra már az ide megálmodott, speciális lézeres technológia minden darabja beérkezik, ami berendezésenként többezres tételt jelent. Ezután már „csak” a berendezések finomhangolása következik, és 2018 második felében már valóban érkezhetnek a hazai és külföldi szakemberek, hogy megkezdjék kutatási programjaikat.

Jöhet az „agyvisszaszívás”
A legfontosabb érv az volt a Tisza-parti nagyváros mellett, hogy a Szegedi Tudományegyetemen, illetve az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpontban már évtizedek óta folynak lézeres kutatások, és ennek köszönhetően a tudás és a kiváló színvonalú szakemberbázis is rendelkezésre áll. Mármint a kiinduláshoz – mert a komplexum végleges átadása után lényegesen több szakemberre lesz szükség. Mintegy 200-250 munkatárs működteti majd az intézetet, közülük úgy százötvenen lesznek a speciális tudású kutatók és kutatómérnökök. Már most érezhető, hogy a célzott felsőfokú képzés mellett sem lesz egyszerű e munkakörök kompromisszummentes betöltése, hiszen a csehek és a románok is hasonló képzettségű szakembereket keresnek. Az viszont biztató, hogy néhány külföldön dolgozó kutatónk már hazatért, illetve jelezte, hogy a szakmai kihívás (és az uniós bérezés) miatt szívesen hazatérne – tehát akár a felénk oly ritka „agyvisszaszívás” is működhet.

Francia ötlet – magyar tervezők

Az egész ELI-beruházás megértéséhez elöljáróban nem árt tudni, hogy bár Magyarországon épül és a megtervezése is egy hazai cégcsoport nevéhez fűződik – ez egy igazi uniós komplexum lesz. Már csak azért is, mert a 240 millió euró 85 százaléka az EU strukturális alapjából származik – a Csehországban és Romániában hasonló költségkerettel épülő „társintézménnyel” együtt (lásd keretes írásunkat). Ennek megfelelően az unió időről időre ellenőrzi is az építkezés folyamatát, és szigorúan megköveteli minden egyes munkamozzanat dokumentálását.

Egy óriás helyett három (négy) kisebb
Az eredeti, évtizedes ötlet a francia Gérard Mourou professzor nevéhez fűződik. Ő vetette fel először, hogy az Európai Unióban létre kellene hozni egy hatalmas lézeres kutató­intézetet – a világ legnagyobb részecskegyorsítójához (CERN LHC), fúziós reaktorához (ITER) vagy a neutronkutatójához (ESS) hasonlóan. Az EU ugyanis köztudottan nem szeretne lemaradni az Egyesült Államoktól, Japántól és Kínától a tudományos kutatásban. Mivel a nagy nyugat-európai államok nem tudtak a fent említett meglévő berendezések mellett újakat finanszírozni, így az „osztott kutatási infrastruktúra” mellett döntöttek: három kelet-közép-európai ország részesült a feladatokból, vállalva, hogy a szükséges közel egymilli­árd eurót a regionális fejlesztési alapjaiból teremti elő. A ma­gyarok (ELI-ALPS) mellett a csehek (ELI-BL) és a románok (ELI-NP) kezdhettek hozzá az unikális fejlesztéshez. Az ELI a három központ összefoglaló megnevezése, nálunk az ALPS betűszó az Attosecond Light Pulse Source kifejezést takarja. A tudományos triász tulajdonképpen nagyon hasonló lézereket használ, de más és más kutatási területen működik majd: a cseheknél főleg részecskéket fognak gyorsítani, a románoknál pedig a nukleáris fizikát kombinálják a lézerfizikával. A magyar szakembereket dicséri, hogy – bár több mint egy évvel később kezdtünk hozzá – az épületek készültségi fokában már minimum utolértük őket, így 2019-ben közel egy időben tudja a három kutatóintézet az első felhasználókat fogadni. Egyébként „valamikor, valahol” épül majd egy ultramagas intenzitású lézereket használó negyedik kutatóhely is, a részletek azonban még nem ismertek.

A rendelkezésre álló szegedi 70 milliárd forintnak egyébként nagyságrendileg mintegy felét fordítják a konkrét építkezésekre. Mintegy kilencmilliárdba kerül az a négy, világújdonságnak számító lézerberendezés, amelyek fejlesztése még jelenleg is folyik – sajnos nem itthon, hanem Franciaországban, Németországban és Litvániában. Nálunk a lézeres kutatás magas színvonalú, a hazai kutatói lézerek gyártása viszont hiányzik. A magyar kis- és középvállalkozások elsősorban diagnosztikai berendezéseket tudnak majd a beszállítani, illetve az úgynevezett teraherz alapú laboratóriumi eszközöket, valamint a rendszer vezérlő elemeit.

A tudományos és üzemeltetési tevékenységeket a 2009-től működő nemzetközi szervezet, az ERIC (European Research Infra­structure Consortium) tartja majd kézben, túlnyomó részt ők döntik majd el, hogy a programban részt vevő tagországok kutatói a három helyszín közül hol, mikor és mennyi nyalábidőhöz juthatnak. Ez a megoldás egyébként már tucatnyi hasonló jellegű tudományos intézményben – például a CERN-ben – jól bevált.
Visszakanyarodva a kezdetekhez: amikor a francia kútfőből származó tudományos-kutatási ötlet már véglegesen kikristályosodott, a külföldi és belföldi szakemberek is rábólintottak, illetve a magyar kormány is a támogatás mellett döntött, megjelent a tervezési közbeszerzési pályázat. A győztes a magyar ÁKA 2012 Konzorcium lett, amely három hazai kft.-t és több mint száz speciális jogosultsággal rendelkező tervező szakembert foglal magában. Ők osztották el egymás között a magasépítési, infrastrukturális és sugárvédelmi feladatokat. A munka nehézségi fokát két tényező határozta meg: a rendkívül szoros határidő, illetve az, hogy ehhez hasonló jellegű és főleg nagyságú létesítményt még sehol a világon nem terveztek. A speciális helyi talajadottságok – negyvenméternyi vastag, használhatatlan agyagréteg, magas talajvízszint stb. – fokozták a kihívás nagyságát.

Talajszögező cölöpök fúrása a 10 méter mély munkagödörben

Mivel a kivitelezés kétéves stádiumában nem bukkant elő semmiféle tervezői baki, kijelenthető, hogy a magyar szakemberek tökéletesen megoldották a feladatukat: a rezgésmentes alapozást, a mikrométeres nagyságrendig torzulásmentes épületet, a tisztaszobák rendszerét, a termikus stabilitást és a tökéletes sugárvédelmet. Hogy az épületek ezenkívül még kívül-belül attraktívak is, az már csak ráadás, azt pedig igen kevesen veszik észre, hogy a későbbi fejlesztésekre gondolva flexibilisek, bővíthetőek is. Elvégre olyan gyorsan fejlődik ez a technológia, hogy amit ma megépítünk, azt „holnap” talán már át is kell értékelnünk.

Az első egymillió kapavágás

Az előzetes tereprendezés, lőszermentesítés és a miniszterelnöki alapkőletétel (2014. február 6.) után néhány héttel már gőzerővel megindult a kivitelezés. Az első hónapokban a szemlélődőknek csak annyi tűnt fel, hogy egy óriási gödör mélyül az elhagyatott 100 hektáros terület közepén, míg a szakemberek már azt is látták, hogy itt bizony egy 80 × 80 × 20 méteres résfalat is építenek. Mindezt azért, hogy távol tartsák a bőségesen előtörő talajvizet a majdani A épület munkaterületétől, illetve az úgynevezett vakpincétől, amely maga is része a rezgésmentes alapnak, illetve csökkenti a cölöpökre nehezedő súlyt.

Épül a vakpince méhsejtes szerkezete

2014 júliusában a munkálatok mínusz 10 méternél tartottak a résfalon belül. Eddigre már több tízezer köbméter talajt termeltek ki, ennek nagy része olyan rossz minőségű agyag volt, hogy még csak egy szánkódomb sem születhetett belőle a közelben, mindet el kell majd szállítani és „deponálni”. A speciális talajmechanikai adottságok miatt az épületek alá összesen 819 cölöpöt kellett lefúrni, ezek teljes hossza több mint 14 kilométer. Csak az A épület alá 342 betoncölöp került. A legmélyebbre, mintegy 45 méterre, a központi pillér megtartására szolgáló, egyenként 1,8 méter átmérőjű négy cölöp merült. Azért pontosan ilyen mélyre, mert a próbafúrásoknál a talajmechanikusok csak 40 méter környékén találtak olyan homokos talajt, amely egyáltalán megtartja ezeket a cölöpöket. Két-két teljes napba került ezek megfúrása, az armatúra lehelyezése, betonnal kiöntése. Európában először alkalmaztak olyan speciális „bentonitos paplan” technológiát, amellyel el lehet kerülni, hogy a beöntött beton közvetlenül érintkezzen a nagyon rossz minőségű agyaggal. Megjegyzendő, hogy bár ez az agyagtalaj a hatalmas súly megtartására nem igazán ideális, a rezgésmentesség kialakítása szempontjából viszont kifejezetten előnyös – a rév és a vám klasszikus esete. Hogy a mélyben mekkora munka folyt, azt jellemzi, hogy 11 hónapba telt, amíg a kivitelezők egyáltalán eljutottak a talajszintig. Eközben nemcsak a rezgésmentes alap épült meg, de 9 méter mélyen a speciális drénrendszer is, amely összegyűjti és kiszivattyúzza az alulról feláramló vizet.

A 45 méter mély, 1800-as cölöpök fúrása bentonitos paplan technológiával készült – először Európában

2015 márciusában már állt az A épület szerkezete, az előregyártott vasbeton pillérekre kerültek rá az acélszerkezetek, a főtartó, a gépészeti hidak. Júniusban már le is tudták zárni az épületet, felkerült a tetőszigetelés, majd a homlokzati elemek is. Ezt követően tudták elkezdeni a parafa elemek lerakását, amelyek szintén részei a rezgésmentes alapnak. Ezután építették meg azt az 5500 négyzetméteres, 1,3 méter vastag betonlemezt, amelyen tulajdonképpen a lézerek helyezkednek el – csak ehhez az egy munkafázishoz több mint hatezer köbméter betont használtak fel. Majd jöttek a benti bunkerek és a tisztaterek. Az úgynevezett „közepes és magas sugárvédelmet igénylő kísérleti területek”, melyek egy, illetve két méter vastag vasbeton falú és födémű bunkereket jelentenek.

Épülnek az A épület acélszerkezetei

A komplexum összes nettó szintterülete 24 462 négyzetméter. Az intézet „szíve” egyértelműen az A, vagyis a technológiai épület, hiszen itt lesznek a lézerek és a kísérleti területek. Ez tulajdonképpen egy 6200 négyzetméter összterületű, 20 méteres belmagasságú „ház a házban” doboz, amelyhez szervesen kapcsolódik a B épület. Ez utóbbi fontossága abban rejlik, hogy a rezgésmentesség miatt az A épületben semmiféle gépészet – akár egy vízcsap – sem kaphat helyet az alap­lemezhez rögzítve, csak a külső tartószerkezetről be­lógatva. A rezgésveszélyes berendezéseket tehát teljes mértékben átvitték a B épületbe, és ott elkülönítették. A közel nyolcezer négyzetméter felét – a felső két szintet – a gépészet foglalja el, az alsó két szinten pedig a kutatói és előkészítő laborok, műhelyek, irodák kapnak helyet.

A több mint hétezer négyzetméter összterületű C épületben található meg minden „egyéb” funkció, a recepciótól a könyvtáron és éttermen át a konferenciateremig, de itt lesznek a menedzsmentirodák is. A külvilág számára talán a legkevésbé érdekes, ám szintén igen fontos a 2900 négyzetméter összterületű D épület, ahol a különböző karbantartó műhelyek kapnak helyet.

Kész a C épület betonszerkezete

2015 novemberében zárták le az első megvalósítási szakaszt (a szigorú EU-szabályok miatt „szakaszolnak”), örömteli módon késés és csúszás nélkül. Ettől kezdve már értelemszerűen a második megvalósítási szakaszon dolgoznak, amely – mint már említettük – 2016 decemberében zárul.

A jelenlegi helyzet

Nyolc hónappal a tényleges befejezés előtt olyan stádiumban tart az építkezés, hogy szinte elképzelhetetlen bármilyen „önhibás” csúszás. Mucsi János műszaki igazgató szerint csak az a tényező okozhat némi bizonytalanságot a kivitelezők számára, hogy az ELI nem egy „polcról levehető”, kész technológia. A kutatási technológiai berendezések – az abszolút újdonságnak számító lézerberendezések fejlesztésén túl – egyes elemeit még tervezik, kivitelezésük 2017-ben kezdődik, így valószínű, hogy ennek köszönhetően lesznek még kisebb-nagyobb módosítási igények, amelyek az épületek belső tereinek vagy a gépészetnek valamilyen szintű átalakítását vonják maguk után.

Ami a legfontosabb: a négy főépület mindegyike „kilencven plusz” állapotban van, vagyis a készültségi fok mindenütt meghaladja a 90 százalékot, a D épület esetében pedig már a 99-et is. A belső terekben folyamatosan és ütemesen haladnak a végső finomításokkal, festéssel, burkolással. A szinte teljesen kész A épületben még hátravan egy fontos mozzanat: be kell üzemelni és ki kell próbálni a tisztatereket, hogy valóban „légtömörek”-e és produkálják-e a tisztatéri elvárásokat (ISO 8 és ISO 7, hőmérséklet-stabilitás, páratartalom). Az átvétel egy független külső validáló szervezet feladata.

A házigazdák tisztában vannak vele, hogy az átadás után igen sok külföldi és belföldi látogatójuk lesz, és nem csak a legszűkebb szakmából – mint ahogy már az építkezés közben is rengetegen érdeklődtek. Az elmúlt években tucatnyi információs napot, konferenciát és workshopot tartottak, és mindegyiken nagy volt az érdeklődés, ugyanez mondható el a külföldön megtartott rendezvényekről is.

Mivel a beruházó nem egy szovjet mintájú „zárt várost” szeretne létrehozni, meg kell teremteni a vendégfogadás körülményeit. Ez pedig nemcsak a vendég (busz)parkolókat jelenti, de a recepciót, a konferencia-, prezentációs és szemináriumtermek kialakítását vagy éppen a könyvtárat – mindezek a C épületben kapnak helyet.

A könyvtár látványterve

Itt már kezdenek körvonalazódni azok az elegáns belsőépítészeti megoldások, amelyek az ide látogatókat várják majd. A legattraktívabb részlet kétségkívül az emberi agyat formázó konferenciaterem, de a pompás kilátással rendelkező tető alatti könyvtár is jó megoldásnak tűnik. A speciális kívánalmak miatt a környezetkímélő és -védő „zöld gondolat” kevés teret kaphatott a komplexumban, ám a C épület homlokzati üvegablakai például egyben napelemek is. A fotovoltaikus áramtermelés természetesen eltörpül az egész komplexum igényéhez képest – a szünetmentességről pedig egy egész tartalék géppark gondoskodik, hiszen a milliárdos lézerberendezéseket nem lehet csak úgy ki-be kapcsolgatni.

Hogy a szakmai és kevésbé szakmai látogatóknak legyen is mit bemutatni, arról is idejében gondoskodtak. Az építkezés minden napját (!) megörökítik fényképeken, ezekből pedig nagyszerű time-lapse videók készíthetők. Haladva a korral, több drónvideót is forgattak, a hozzáértők figyelmét azonban leginkább az igen látványos 3D-s kiviteli tervek kötik le. A legfontosabb persze talán annak a látogató útvonalnak a kialakítása, amelynek végén a vendégek megközelíthetik az abszolút központot, az A épületet, sőt betekinthetnek három különböző lézeres szobába is. Ami a külső helyszíneket illeti: az utak, parkolók vagy éppen virágágyások kialakítása bár munkamennyiségben, speciális szaktudásban nem mérhető az épületeken belüli folyamatokhoz, a terveknek megfelelő ütemben folyik. Ahol ma még földhalmok, sáros utak és beruházási barakkok váltják egymást, ott néhány hónapon belül már európai körülmények várják majd a látogatókat.

A főépület készültségi foka mára mindenütt meghaladja a 90 százalékot

Azt azért ne képzeljük, hogy a szovjet laktanya hatalmas, mintegy 100 hektáros teljes területe egy csapásra megújul: az ELI-ALPS építkezési területe a sétautakkal körbevett záportározóval sem éri el a 15 hektárt, a fennmaradó 700-800 ezer négyzetméter még várja a beruházókat. A nem titkolt cél egy tudásközpont létrehozása, ahol az ELI lenne a „maglétesítmény”, hozzá kapcsolódva pedig különböző, kisebb-nagyobb cégek és oktatási intézmények működhetnének. Ami ebből körvonalazódik, az egyelőre egy inkubátorház, közvetlenül az ELI mellett. A város és a tudományegyetem közös fejlesztésére a tervek már elkészültek, de az építkezés elindításának pontos időpontja még nem ismert. Ezzel párhuzamosan folyik a terület infrastruktúrájának a kialakítása is, hiszen nagyon fontos lenne, hogy már az első „nem ELI-s” betelepülőket is megnyugtató körülmények fogadják. Egyebek között meg kell oldani az egykori laktanyát és a várost összekapcsoló út- és kerékpárút-hálózatot is, természetesen nem ELI-, hanem önkormányzati pénzből.

Miért különleges az ELI-ALPS?
A gyakori félreértések miatt le kell szögezni, hogy az ELI nem egy (három) lézerkutató intézet, hanem lézeres kutató­intézet. Vagyis nem magukat a lézereket kutatják-fejlesztik, hanem a lézerek segítségével anyagkutatást folytatnak a szakemberek – Szegeden is. Ilyen lézeres kutatások már évtizedek óta folynak, az utóbbi évtizedben már a molekula és atomi dinamika szinteken. A szegedi ELI specialitása a nagyon rövid, attoszekundum időtartamú fényimpulzusok előállítása, amivel már képesek lehetnek arra is, hogy az elektronok egyedi, illetve kollektív mozgását vizsgálják.
Az eddig megépített kis teljesítményű attoszekundumos berendezések után a szegedi ELI óriási ugrást jelent ezen a téren: a csúcsintenzitás tízszeresére, míg az ismétlési frekvencia akár százszorosra növekszik majd az eddigi létesítményekhez képest. Ez utóbbi segítségével egy-egy kísérlet időtartama a néhány napról akár egy órára is csökkenhet, ami jelentősen megtisztítja a mérési eredményeket a zajtól. Hogy konkrétan mi mindenre lesz még jó a szegedi berendezés, azt maguk a tudósok is nagy érdeklődéssel várják szerte a világon, mert ebben a nagy intenzitástartományban egészen különleges és meglepő jelenségek várhatók. Abban viszont egyetértenek a szakemberek, hogy az ELI az alap­kutatás szintjén a fizika mellett elsősorban a biofizikában, az orvos-, anyag- és nanotudományokban hozhat áttörést.

Összefoglalva látogatásunk tapasztalatait: az ELI-ALPS építése menetrendszerűen halad. Ha csak valami nagyon durva vis major nem következik be, december 6-án Szeged és a teljes magyar tudományos közösség igen szép mikulási ajándékban, a komplexum átadásában részesülhet. Az igazi ünnepségre természetesen majd csak a berendezések beüzemelése után, 2018 májusában kerülhet sor, de ezt az „attoszekundumnyi” időt a szakemberek valószínűleg már fél lábon állva is kibírják, hiszen akkor mégiscsak a világ egyik legmodernebb lézeres kutatóintézetébe költözhetnek be.•

 
Innotéka