Rządowy projekt ustawy o ratyfikacji Konwencji dotyczącej budowy i funkcjonowania Europejskiego Ośrodka Badań Laserem Rentgenowskim na Swobodnych Elektronach, sporządzonej w Hamburgu dnia 30 listopada 2009 r.

Redukując energię elektronów na końcu akceleratora spowodowałoby wygenerowanie dłuższych fal,
gdyby były potrzebne w jakichś doświadczeniach. Dla przykładu, energia elektronów rzędu 10 GeV
odpowiadałaby promieniowaniu rentgenowskiemu o długości fali 4,9 nm, uzyskiwanemu z undulatora
SASE3.


i
a
n
przestrajalny,
planarny 0.1 –
ze
0.4 nm
c
elektrony
d
17.5 GeV
i
a
ś
w
o
D
przestrajalny,
planarny
przestrajalny,
0.1 nm
spiralny 0.4 –
1.6 nm
Rysunek 4.2: Schemat rozgałęziania linii promienia elektronów (czarny) i fotonów (czerwony) przez
różne undulatory samowzmacniającej emisji spontanicznej (SASE) oraz emisji spontanicznej. Linie
wiązek elektronowych kończą bieg w dwóch wiązkołapach, zaś linie promieni fotonowych w Hali
Doświadczalnej.
Instalacja i oddanie do eksploatacji akceleratora, undulatorów, linii promieni oraz stacji
doświadczalnych będzie się odbywało stopniowo, zgodnie ze strategią osiągania pośrednich i
ostatecznych celów instalacji, która została ustalona w konsultacji z Grupą Roboczą ds. Naukowych i
Technicznych (STI /Scientific and Technical Issues/ Working Group).
Pierwsza linia promienia elektronów oraz undulator SASE1 zostaną zainstalowane najpierw.
Oddanie do użytku akceleratora i undulatora SASE1, linii promienia oraz pierwszej stacji planowane
jest równolegle z instalacją drugiej gałęzi strumienia elektronów, aż do osiągnięcia pierwszego
zastawu celów pośrednich (zob. tabela 4.1).
Zgodnie z zaleceniami Grupy Roboczej STI, przyjęto poniższe kryteria rozpoczęcia eksploatacji
kompleksu akceleratora oraz radiatorów SASE oraz linii promienia:
•
Kompleks akceleratora i SASE1 rozpoczyna działanie, gdy na SASE1 uzyskany zostanie
promień fotonów o pośrednich wartościach, pokazanych w Tabeli 4.1, i zostanie
zainstalowany i oddany do użytku sprzęt wystarczający do przeprowadzenia pierwszych
eksperymentów naukowych.
•
SASE2 rozpoczyna działanie, gdy spełnione zostaną takie kryteria jak powyżej dla fal o
długości od 0,2 do 0,4 nm.
•
SASE3 rozpoczyna działanie, gdy spełnione zostaną takie kryteria jak powyżej dla fal o
długości od 2 do 6 nm.
Biorąc pod uwagę pozytywne doświadczenia z instalacją FLASH, działania zmierzające do
realizacji ostatecznych celów projektowych na wszystkich liniach promieni będą postępowały
równolegle z wczesnymi fazami eksploatacji, gdy tylko powyżej wskazane kryteria zostaną spełnione.


7
Parametr
Wartości pośrednie
Docelowe
Jednostki
SASE1
wartości
projektowe
SASE1
Długość fali
< 0.2
0.1
nm
Jasność szczytowa
1030
5×1033
fotony/s/mm2/mrad2/0.1%BW
Rozmiar na próbce (bez optyki)
< 1.0
~ 0.6
mm2, FWHM
Stabilność pozycji
50
10
% rozmiaru wiązki, rms
Stabilność energii fotonu
~ 0.1
~ 0.1
%
Fluktuacje natężenia między strzałami Do współczynnika 10
0.3 - 0.5
Bezwymiarowy
Szczyt-do-szczytu
Tabela 4.1: Pośrednie i docelowe wartości projektowe dla akceleratora i undulatora SASE1 oraz
odpowiedniej linii promienia fotonowego.
5. Koszt, harmonogram i personel
5.1 Koszt projektu
Wszystkie koszty przygotowania projektu do fazy oddania do eksploatacji (tj. przed uruchomieniem)
muszą zostać podsumowane w celu określenia całościowego kosztu budowy projektu (CKBP).
Przewidywany jest okres około 2,5 roku, w trakcie którego budowa, oddawanie do eksploatacji i
eksploatacja będą się nakładały (zob. także poniższe omówienie harmonogramu oraz profilu
budżetowego). W koszcie CKBP mają udział pozycje podsumowane w tabeli 5.1:
•
Koszty przygotowania projektu. Są to wydatki ponoszone od wejścia w życie Memorandum
dot. Porozumienia w srpawie XFEL (koniec 2004) przez DESY oraz te instytucje, które
zawarły kontrakty na współpracę z DESY na podstawie MdP XFEL.
•
Właściwe koszty budowy akceleratora, undulatorów, linii promieni fotonowych,
instrumentarium naukowego, prac z zakresu inżynierii lądowej oraz infrastruktury technicznej
Europejskiego OśrodkaXFEL, w tym inwestycje kapitałowe i siła robocza.
•
Koszt oddania do eksploatacji instalacji obsługi wiązki.
•
Dodatek do kosztów personelu, mający objąć świadczenia dla personelu przenoszącego się z
kraju rodzinnego w celu wykonywania pracy dla spółki XFEL.
•
Dodatkowe globalne koszty personelu, dotyczące kosztów zarządu spółki XFEL oraz koszty
wsparcia.
Koszty powtarzające się w trakcie właściwej budowy (elektryczność, woda, hel) nie są
uwzględniane w koszcie CKBP, ponieważ będą pokrywane przez budżet operacyjny DESY bez opłat
ze strony projektu XFEL. Koszty związane z uzyskaniem gruntów również nie są uwzględniane w
CKBP, ponieważ Niemcy zaoferowały projektowi odstąpienie gruntów za darmo.

8

Przygotowanie projektu.
38,8 M€
Budowa w ramach projektu, inwestycje kapitałowe
736,3 M€
Budowa w ramach projektu, personel
233,4 M€
Całkowity koszt budowy
969,7 M€
Oddanie linii promienia do eksploatacji
54,9 M€
dodatkowe koszty personelu (świadczenia) GmbH
6,1 M€
Dodatkowe koszty ogólne zarządu GmbH
12,1 M€
Całkowity koszt budowy projektu
1 081,6 M€
Tabela 5.1: Całkowity koszt budowy projektu, w tym fazy przygotowania i oddania do eksploatacji.
Wszystkie kwoty kosztów określone na podstawie cen z roku 2005.
Jak opisano szczegółowo w rozdziale 10, rozbicie tych kosztów na główne komponenty instalacji
zostały pokazane na Rys. 5.1.


WPG1 akcelerator liniowy
WPG2 Podsystemy akceleratora
WPG3 Undulator i linia foton.
WPG4 Kontrola i obsługa
WPG5 infrastruktura techniczna
WPG6 Plac budowy i roboty inż. lądowej
Rys. 5.1: Rozbicie właściwych kosztów budowy (sumy inwestycji kapitałowych oraz kosztów
personalnych) na pakiety robocze odpowiadające głównym komponentom instalacji.
Analiza ryzyka przekroczenia budżetu została przeprowadzona zgodnie z wytycznymi
wskazanymi przez podgrupę ds. Pełnego Finansowania (FCI) Grupy Roboczej ds. Administracyjnych
i Finansowych (AFI). Wynikowy budżet ryzyka (8% kosztów właściwej budowy) wynosi 78 M€ i
stanowi dodatkową kwotę, wymaganą by podnieść prawdopodobieństwo zakończenia budowy
instalacji w ramach budżetu do 98%.
Szacunkowy roczny koszt eksploatacji Instalacji, po zakończeniu budowy, wynosi 83,6 M€, co
obejmuje wszystkie koszty stałe eksploatacji, konserwacji i odnawiania, jak też wsparcia działań
użytkowników międzynarodowych oraz programów doktoranckich i programów dla goszczących
naukowców.

9
5.2 Harmonogram programu
Harmonogram projektu został przedstawiony na Rys. 5.2, który zakłada oficjalne rozpoczęcie budowy
projektu w styczniu 2007. Dla każdej z głównych części instalacji, fazy w trakcie budowy (które mogą
się częściowo nakładać) można określić w sposób następujący:
•
Projektowanie, przygotowanie prototypów i industrializacja
•
Wytworzenie (w tym serii wstępnych)
•
Instalacja
•
Oddanie do eksploatacji (technicznej, z użyciem wiązki)
Podsumowując, harmonogram budowy wskazuje punkt kluczowy wprowadzenia pierwszej linii
promienia do akceleratora liniowego w 6,5 roku od rozpoczęcia budowy. W tym momencie pierwsza
gałąź linii promienia z undulatorem SASE1 będzie również zainstalowany. Oddanie sekcji obsługi
promienia do eksploatacji będzie postępowało aż do osiągnięcia pośrednich punktów kluczowych
uzyskania promieniowania z SASE1, w 7,5 roku po rozpoczęciu budowy. Ta linia promienia zostanie
następnie uruchomiona do pierwszych eksperymentów. Następnie oddane zostaną do eksploatacji
pozostałe linie promienia.
5.3 Profil budżetowy
Biorąc pod uwagę różne elementy kosztu CKBP podsumowane powyżej oraz harmonogram realizacji
oraz koszty operacyjne, jak je opisano w rozdziale 8, można skonstruować pełny profil budżetowy dla
wszystkich faz, od przygotowania do eksploatacji. Wynik został pokazany na rysunku 5.3,
pokazującym roczny budżet od 2005 do 2016, oparty o ceny z roku 2005 (tj. bez ich zwiększenia w
celu uwzględnienia inflacji).
Profil budżetowy Europejskiego projektu XFEL

Eksploatacja
Oddanie do
eksploatacji
Budowa
Przygotowanie


Rys. 5.3: Profil budżetowy (suma inwestycji kapitałowych i kosztów personelu na podstawie cen z 2005) od
fazy przygotowania do fazy eksploatacji projektu.
Koszty personelu, wykazane wyraźnie w Tabeli 5.1 oraz implicite na Rys. 5.3, odpowiadają kosztom
personelu wynajętego przez zarząd Instalacji, plus koszty personelu dla tych pakietów roboczych
projektu, które dostarczane są jako wkłady materialne przez laboratoria z krajów biorących udział w
projekcie.

10

S
T
RE
Inżynieria budowlana
S
Z
Akcelerator liniowy
CZ

E

N
Podsystemy
IE

akceleratora



Infrastruktura
techniczna



Kontrola i obsługa


Undulator i linia
fotonowa


1. akc. wstrzykujący
1. akc. wiązki
przyrost SASE1 na
0,2 nm
Eksploatacja
wszystkich linii
promieni


Projektowanie,
Wytworzenie (w tym
Instalacja
Oddanie do
Eksploatacja
przygotowanie
serii wstępnych)
eksploatacji
prototypów i
(techniczne i
industrializacja
oddanie linii)
Rysunek 5.2: Szkic harmonogramu dla głównych komponentów Instalacji, od rozpoczęcia budowy do rozpoczęcia eksploatacji.
11