Kezdetét vette a világszínvonalú kutatási infrastruktúra építése Magyarországon

A BME karainak összefogásában zajlott a minőségi tudományos kutatás európai garanciájaként számon tartott ELI terveinek ellenőrzése.

A Szeged mellett épülő, immár alapkővel is rendelkező ELI-ALPS lézeres kutatóközpont a világ első olyan létesítménye lesz, amely a fény és az anyag kölcsönhatásának vizsgálatát teszi lehetővé minden eddiginél nagyobb intenzitások mellett, akár az úgynevezett ultra-relativisztikus tartományban is. Az Építőmérnöki Kar Hidak és Szerkezetek Tanszék vállalta a BME szakértői által végzett független statikai számítások és tervellenőrzések egész sorának koordinációját. A Műegyetem Péceli Gábor rektor kezdeményezésére, Lovas Antal volt és Dunai László jelenlegi dékán szakmai irányításával adta be a közbeszerzési pályázatot, amelyen elnyerte a jelentős feladatot a beruházótól, a magyar államot képviselő ELI-HU Nonprofit Kft.-től. A cég az újszerű és igen különleges követelmények és építési technológiai megoldások miatt a teljes komplexumon elvégeztette ezeket a feladatokat.

Az ELI-ALPS Kutatóközpont látványterve

Az Extreme Light Infrastructure (ELI) projekt szerves része az Európai Kutatási Infrastruktúrák Stratégiai Fóruma (ESFRI) által összefogott európai kutatási nagyberendezések tervezett, illetve épülő generációjának. Az épületkomplexumban a lézerberendezések, a másodlagos sugárforrások, valamint cél- és kísérleti területek, a lézeres előkészítő és egyéb speciális laboratóriumok, illetve az elektromos, mechanikai és optikai műhelyek mellett mintegy 150 kutató és adminisztrációs tevékenységet folytató dolgozó számára alakítanak ki irodákat, szemináriumi és tárgyalótermeket, könyvtárt és szociális helységeket.

„Létre kell hozni a tudományos kutatóközpontok egész hálózatát, és Magyarország nemcsak termelési, hanem majd kutatás-fejlesztési központtá is válhat” – jelentette ki Orbán Viktor miniszterelnök a szegedi lézerközpont február 6-i ünnepélyes alapkőletételén. A miniszterelnök reményei szerint a kutatóközpontok sora bővülni fog. Orbán Viktor elmondta, hogy az MTA által kidolgozott program alapján és egy hosszabb távú stratégia részeként 2010-től jelentősen bővült a tudományra fordított források nagysága. (Forrás: mti.hu)

„Az Műegyetem oktatói független végeselemes modelleket építettek, valamint független statikai és dinamikai számításokat végeztek, elsősorban a technológiai épület tartószerkezetére, rezgésvédelmére és alapozására, utóbbit Farkas József professzor vezetésével” – tájékoztatta a bme.hu-t Joó Attila. Az Építőmérnöki Kar docense elmondta, hogy a kar a kooperációkon való részvétel mellett az épületkomplexum szakértői és független statikai-, valamint tervellenőri feladatait látta el.

„Tanácsadási feladataink érintették a fő technológiai épület ("A" épület) tartószerkezeti kialakítását és rezgésvédelmi rendszerét az alapozással együtt, valamint a fogadó épületben ("C" épület) elhelyezkedő konferenciaközpont, tervezői nevén az "agy" kivitelezési technológiáját, a közműellátottság vizsgálatát és az egész épületegyüttesen alkalmazott megújuló energiák arányának vizsgálatát” – számolt be a koordinátor. Megtudtuk, hogy „a betervezett új, nagy sebességű lézertechnológia használata megköveteli az épület süllyedéséből, de legfőképpen a rezgésekből származó mozgások minimalizálását. Az engedélyezett süllyedéskülönbség-sebességet 100 méteren 0,05 mm/1 hét, a rezgéssebességet pedig 6 mikrométer/másodperc értékben korlátozták. Mindkét feltételnek egyszerre kell teljesülnie egy adott kísérleti pillanatban, ellenkező esetben a nagy sebességgel kilőtt fénynyaláb eltévesztené a vizsgálat tárgyát képező célt.”

A folyosó látványterve

„Az alapozásnál a tervezők egy különleges „ház a házban” megoldással (a technológiai épület külső tartószerkezete és alapozása elkülönül a kísérletek színteréül szolgáló belső alaplemeztől és annak alapozásától) biztosítják, hogy a természeti hatások ne okozzanak rezgéseket a kísérleti térben” – magyarázta Joó Attila, hozzátéve, hogy a független modelleken, független eljárásokkal végzett számítások azt jelentik, hogy munkatársaival az épület terveiből a tervezőktől függetlenül építették meg a szerkezet modelljét, valamint az analízishez eltérő programot is alkalmaztak. „Ugyanazt a problémát többféle eljárással, de a tervezőkétől eltérő modell- és analízis szinten próbáltuk megvizsgálni” – hangsúlyozta.

A rezgés kiszűrése miatt a belső alaplemezhez, amely 74x74 m alapterületű, semmilyen gépészet nem csatlakoztathat, még egy egyszerű csap sincs az épületben az alaplemezhez rögzítve, mert az is rezgéseket keltene, így minden fentről, a külső tartószerkezetről fog belógni a kísérleti térbe – tudtuk meg. A tervezők számoltak az épület egyenlőtlen süllyedésével is, amelynek kiküszöbölésére – rezgésvédelmet biztosító parafaréteg alá – vakpince-rendszert terveztek. „A változó, 3-8 méter közötti belmagassággal rendelkező méhsejt alakú falakkal merevített vakpince a kísérleti tér különböző terhelési viszonyait lekövetve egyenletes feszültségeloszlást képes az alatta lévő talajon biztosítani. A vakpincét körülvevő résfallal a talajvizet és az annak ingadozásából eredő mozgásokat zárják ki” – ismertette a szakember.

A kutatóközpont különleges épület-specifikációi közé tartozik a 823 db fúrt cölöp, amelyek teljes hossza 14,4 kilométer. A jelenlegi térszín alá épülő 45 méter mélységű cölöpök átmérője 1,8 méter. A kutatótér rezgésmentes feltételeinek biztosításához készülő rezgésmentes parafa és rugóelemekből álló alap összterülete 5500 négyzetméter. Az épület részeinek tervezésekor a rezgésvédelem mellett olyan speciális műszaki feltételeknek is meg kellett felelni, mint a termikus stabilitás, a relatív páratartalom és a sugárvédelem. Az épületkomplexumban a mintegy 8000 négyzetméteres optikai „tisztateret” alakítanak ki, amelynek tervezésekor figyelembe kellett venni a hőmérsékletet, a relatív nedvességtartalmat és a környezethez viszonyított nyomást is.

Az Építőmérnöki Kar öt tanszékének (Hidak és Szerkezetek Tanszék, Geotechnikai Tanszék, Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék, Magasépítési Tanszék, Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék) 22 munkatársa két ütemben tekintette át a „hatalmas tervcsomagot”. „A közel három hónapos munka első szakaszában a közös észrevételeink alapján a tervezők javították terveiket. Második lépésben további javaslatokat tettünk a tökéletesítésre” – magyarázta Joó Attila.

A fogadói tér látványterve

Az épület kivitelezéséhez kapcsolódóan a beépítésre kerülő felvonók és emelők, valamint a targonca üzem terveinek ellenőrzésére kérték fel Némethy Zoltánt, a Közlekedésmérnöki Kar Anyagmozgatási Tanszékének adjunktusát, aki úgy véli „a megbízás elnyeréséhez hozzájárult a Műegyetem szakmai és erkölcsi súlya. A felvonó- és emelőgép szakértőjétől megtudtuk azt is, hogy „a szerkezetek beépítése előtt szükséges a forgalmi igények és a fogadószerkezetek, valamint a közlekedőfelületek pontos meghatározása”. Szerencsére a benyújtott dokumentáció alapján elvégzett tervellenőrzés során mindent rendben talált. "Tulajdonképpen nem volt nehéz munka, hiszen ha egy tervet tisztességesen elkészítenek, és minden benne van, ami szükséges, akkor az ellenőrzése is könnyű” – hangsúlyozta. A szakember pozitívumként emelte ki, hogy a tervek ellenőriztetése idejében történt. „Sokan, beruházók és kivitelezők is úgy gondolják, hogy a tervellenőrzés kidobott pénz, pedig ha az esetleges hibákat idejében kiszűrjük, akár a költségek 10-20%-át is megtakaríthatjuk” – fejtette ki.

Az iroda látványterve

A megvalósuló projekt tervellenőrzése az épület mellett magába foglalta a belső technológia koncepciós pályázatainak kiértékelését is – tájékoztatott Richter Péter, a Természettudományi Kar Atomfizikai Tanszék vezetője. Megtudtuk, hogy „a kutatóközpontban a tervek alapján egy kb. 10-20 mérőhelyes komplex lézerrendszert alakítanak ki, elsősorban ultragyors jelenségek tanulmányozására, amelynek „beszállítói” a világ lézertechnológiában élen járó egyetemei, kutatóintézetei, illetve cégei.” A tanszék munkatársai a beadott koncepciós tervek minőségi vizsgálatát végezték el független értékelőként. „A kiértékelés az előre rögzített szempontokat szem előtt tartva, az ELI által meghatározott eredeti célok alapján történt” – hangsúlyozta a professzor, aki a beadott 60 koncepciós terven 15 kollégájával, mintegy 3 hónapon keresztül dolgozott. „A kiértékelés során hetente szemináriumokat tartottunk, amelyek alkalmával az átvizsgált tervekről pontos ismertetést adtunk a csapat többi tagjának, hogy valamennyien átfogó képet alkothassunk az épülő kutatóközpontról” – számolt be a munkafolyamatról. „Sok újabb kérdés is felmerült, amelyeket az ELI haladéktalanul közvetített a beszállítóinak. Egyetlen tervet sem fogadtunk el addig, amíg mindent rendben nem találtunk” – tudatosította a szakember, aki szerint az ELI-ALPS projekt „a magyar tudomány elmúlt 50 évének a legjelentősebb beruházása, amelyhez hasonló, koncentrált feladatokat ellátó kutatóintézetet korábban nem hoztak létre.” „Kollégáimmal feladatunknak tekintjük, hogy mind a fizikus, mind a mérnökképzésben népszerűsítsük az intézményt, hiszen a kutatás mellett az épülő kutatóközpont berendezéseinek működtetéséhez, fejlesztéséhez, esetleges karbantartásához is szükség lesz mérnökökre és fizikusokra” – hangsúlyozta az Atomfizikai Tanszék vezetője.

A könyvtár látványterve

A kutatóközpont Sugárvédelmi Kivitelezési Tervdokumentációjának ellenőrzésére a BME Nukleáris Technikai Intézetét (NTI) kérték fel. Aszódi Attila, az intézet igazgatója kérdésünkre elmondta, az ellenőrzés során munkatársaival elsősorban a tervezett létesítmény sugárvédelmi számításait vizsgálták át, valamint tisztázták, hogy a sugárvédelmi terv megfelelő módszertan alapján, helyesen készült-e el. „Az összesen egyhónapos munkában több körben egyeztettük a szakmai véleményeket” – számolt be Aszódi Attila, aki szerint a feladat „az NTI viszonylataiban nem tekinthető nagy volumenűnek, ugyanakkor érdekes volt betekinteni az ELI terveibe.”

Az ELI-ALPS Kutatóközpont látványterve

Az épületek belsőépítészeti terveinek ellenőrzését az Építészmérnöki Kar Rajz és Formaismereti Tanszék végezte el. Az Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék pedig az épületek tervellenőrzési projektjében látott el feladatokat – tudtuk meg Palócz Miklóstól, az Építőmérnöki Kar docensétől, aki a főépület agyat formáló üvegezett tereiről végzett hőtechnikai és komfort vizsgálatokat. „A szakértői felkérés különösen nagy megtiszteltetést jelentett a számomra” – hangsúlyozta a kutató, aki a másfél hónapos vizsgálatot követően aktív szerepet vállalt az épületgépészeti és villamossági kiviteli tervek felülvizsgálatában is. A két hónapos ellenőrzési munka Kontra Jenő professzorral, valamint Egri Istvánnal és Móricz Istvánnal, a tanszék nyugalmazott munkatársaival együttműködve valósult meg. „A tervek magas színvonala alapján csupán néhány apróbb érdemi észrevételünk volt” – tudatta.

Az "Agy" látványterve

Palócz Miklós az elvégzett vizsgálatokról megjegyezte, hogy „a tanszék jó hírét öregbítve, élesben gyakorolhattuk a szakmát.” Egyetlen kritikai észrevétele, hogy „kész kiviteli terveket kaptunk, alapvető koncepcionális kérdésekben már nem lehetett változtatásokat elérni. Javaslataink elsősorban a létesítmény energiakoncepcióját érinthették volna, mert – mint tudjuk – a jónál is lehet még jobb megoldás” – részletezte. Az összegyetemi munka „a régi időket idézte, amikor nagy közös tanszéki feladatok voltak a mai individuálisabb világgal szemben” – vallotta be a szaktekintély, aki reméli, hogy „a munka ezzel nem ért teljesen véget, és lesznek még olyan feladatok, ahol a beruházó az egyetem kapacitásait használni tudja ebben a kiemelkedő jelentőségű projektben.”

Az ELI Attoszekundumos Fényimpulzus Forrás (ELI-ALPS) elsődleges célja, hogy olyan egyedülálló attoszekundumos berendezés jöjjön létre, amely a lehető legnagyobb ismétlési frekvenciával biztosít a lehető legrövidebb időtartamú impulzusokat a terahertzestől (1012Hz) a röntgensugárzásig (1018-1019 Hz) terjedő nagyon széles frekvenciatartományban a fejlesztők és a felhasználók számára.

A központ Európában eddig nem alkalmazott technológiával, mintegy 63 milliárd forintból épül fel. Megépítése álláslehetőséget jelent számos magasan képzett tudós, kutató és technikus számára, és munkalehetőség a helyi vállalkozóknak (például az építési, étkeztetési, szállítási, stb. szektorban). Az ELI nagyteljesítményű lézereken alapuló civil kutatói létesítménye európai együttműködéssel, valamint a nemzetközi tudományos közösség részvételével valósul meg.
A világviszonylatban is egyedülálló kutatási infrastruktúra új tagországba, nevezetesen Magyarországra telepítése jelentős változást eredményezhet az európai kutatás jelenlegi gyakorlatában. Nagymértékben befolyásolja a kialakult nemzetközi kutatási tér felépítését, új kapcsolódási pontokat teremt, erősíti a kommunikációt a kontinens különböző kutatói és felhasználói csoportjai és szereplői között, végeredményben erősíti az Európai Kutatási Térség (ERA) működését.
Az ELI-től azt várják Európában, hogy a legkiválóbb tudósok vonzásával csökkenti az európai “agyelszívás” folyamatát. A végső cél, hogy a tudás és a technológia „áramlásában” Európában egy átfogó nyitott tér alakuljon ki, így maximálisan érvényesüljenek az országok közötti, kölcsönös előnyök. A beruházás új kutatási területeket nyit egyebek mellett az orvosbiológia, a kémia, az energetika és az optoelektronika irányába.

A szegedi ELI-ALPS társintézményei a prágai ELI Beamline- (Cseh Köztársaság), valamint a magurele-i ELI Fotonukleáris (Románia) kutatási központok, amelyek azonos időben, közös koordinációval és egyeztetett kutatási stratégiával valósulnak meg. A tudományos projekt három pillérének 2015-ig kell felépülnie.

- MA -

Látványtervek forrása: ELI-HU Kft.