Connect 2 Cleanrooms erstreckt sich mit dem Teleskopisch-Reinraum über das CERN

Ein Teil des CERN-Standorts Prevessin in Frankreich widmet sich der Herstellung von Strahlabfanggeräten, die in verschiedenen Teilchenbeschleunigern in seinem weltweit führenden Labor für Teilchenphysik eingesetzt werden.

Dabei werden hochspezialisierte Teile wie Kollimatoren zur Entfernung des Halos von Protonenstrahlen, Strahlstopper und Strahlfallen zur Absorption der Teilchenenergie zusammengebaut. Diese Strahlabfangvorrichtungen sind in Abschnitte unterteilt, damit Bauteile für Wartung und Instandhaltung außer Betrieb genommen und entfernt werden können.

Bei diesen hochgenau kalibrierten Apparaten besteht die Gefahr, dass freiliegende Bauteile bei der Montage oder Wartung durch Partikelkontamination beeinträchtigt werden können. Verunreinigungen im Inneren der Kammer können die Strahlrichtung in Mitleidenschaft ziehen und ihn unwirksam machen.

Die Montage in einem Reinraum würde das Risiko einer Partikelkontamination verringern. Einige Bauteile sind jedoch bis zu sechs Meter lang und 30 Tonnen schwer. Wie könnten diese riesigen Bauteile, die nur mit einem Deckenlaufkran bewegt werden können, in einen Reinraum gebracht werden?

In Zusammenarbeit mit CERN-Wissenschaftlern hat Connect 2 Cleanrooms einen Teleskopisch-Reinraum mit drei beweglichen Modulen entwickelt, die sich aus einer geschlossenen Stellung auf Laufschienen ausdehnen und so die Nutzfläche verdreifachen. Nachdem also die größeren Teile der Strahlabfangvorrichtung mit dem Kran in die Wartungsbucht gebracht wurden, kann der Reinraum erweitert werden und das Bauteil seitlich einhüllen. Aus Sicherheits- und Reinheitsgründen können die Türen dann geschlossen und verriegelt werden.

Der Softwall-Reinraum enthält insgesamt sechs HEPA-Filterlüfter (FFU), um die Luftreinheit bei jeder Konfiguration zu gewährleisten. In ausgefahrener Position werden Partikelzahlen gemäß ISO 14644-1 Klasse 8 erreicht, wodurch das Kontaminationsrisiko kontrolliert wird.

Zwei FFUs sind in einem abgedichteten Raum in der Decke des Mittelteils untergebracht und sorgen für eine Abwärtsströmung sauberer, aufbereiteter Luft. Die anderen vier sind in den Stirnwänden untergebracht und sorgen für einen horizontalen Luftstrom. Dies bedeutet, dass die Luftreinheit im Reinraum stets erhalten bleibt und im geschlossenen Zustand Partikelzahlen gemäß ISO 14644-1 Klasse 6 erreicht werden.

In der geschlossenen Stellung kann der Reinraum für Arbeiten an kleineren Bauteilen verwendet werden. Dies bedeutet, dass alle Komponenten der Strahlabfangvorrichtung in derselben Umgebung zusammengebaut werden können. 

Der jetzt am CERN-Standort Prevessin installierte und validierte Reinraum bietet mit Schweizer Typ-J-Steckdosen und Cat6-Ethernet-Kabelausgängen auch Zugang zur erforderlichen Infrastruktur. Ein von außen zugänglicher Steuerschrank ermöglicht die Steuerung der FFU-Geschwindigkeit.

CERN ist ein sicherheitsgeschützter Standort, und das Installations- und Validierungsteam von Connect 2 Cleanrooms hat durch einen umfassenden Einführungs- und Validierungsprozess Zugang erhalten. Sobald es die erforderliche Freigabe erhalten hatte, arbeitete das Team autonom und vollendete die komplexe Installation und Qualifikation in nur acht Tagen.

„Connect 2 Cleanrooms war das konkurrenzfähigste Unternehmen, das unsere Ausschreibungsqualifikation bestanden hat. Die Designphase war sehr schnell und das Prinzip des Layouts war in der ersten Iteration bereits vollständig. Das Endergebnis ist einzigartig, wenn Sie den erweiterbaren Reinraum in Bewegung sehen.“ Oliver Aberle, Projektleiter am CERN