Deutsch - Über Heraeus

forScHUnG & entwIcklUnG
Ganz neue einblicke
mit hochreinem niob
Europas Spitzenforscher setzen bei Teilchenbeschleunigern
auf besondere Materialien
XFEL und der Large Hadron Collider (LHC): Zwei Projekte,
bei denen vielen europäischen Spitzenforschern die Augen
aufleuchten – und Werkstoffkompetenz von Heraeus
genutzt wird. Im Juni 2007 wurde in Hamburg beim Deutschen
Elektronen-Synchroton DESY der Startschuss zum
Bau des größten europäischen Röntgenlasers gegeben. Das
XFEL-Projekt – X-ray free-electron laser, also Freie-Elektronen-Laser
im Röntgenbereich – soll der europäischen
Forschung bislang unbekannte Einblicke in die Welt der
Moleküle und kleinster Strukturen ermöglichen. So können
erstmals chemische Reaktionen in Echtzeit beobachtet
und besser verstanden werden. Für den Röntgenlaser
könnte auch Hightech-Material von Heraeus zum Einsatz
kommen – hochreines Niob zur Herstellung von Hohlraumresonatoren,
den Kernstücken des Beschleunigers.
Spitzenforschung I – Niob und DESY
Im XFEL werden Elektronen bis nahe Lichtgeschwindigkeit
beschleunigt und danach zur Aussendung von hochinten-
siven, extrem kurzen Röntgenlaserblitzen gebracht. Die
Wellenlänge dieses Röntgenlichts ist so klein, dass damit
selbst atomare Details erkennbar werden. Um in Teilchenbeschleunigern
die Elektronen in Fahrt zu bringen, ist
extrem hohe Energie notwendig. Um den Energiebedarf
niedrig zu halten, setzt man supraleitende Hohlraumresonatoren
aus dem Sondermetall Niob ein, die knapp
oberhalb des absoluten Nullpunkts (minus 273 °C) betrieben
werden. Bei dieser Temperatur fließt in den Bauteilen
der Strom verlustfrei ohne elektrischen Widerstand.
Heraeus bringt in Vorbereitung dieses internationalen
Projekts der Spitzenforschung seine langjährige Erfahrung
aus der Elektronenstrahlschmelze und der Herstellung
von hochreinem Niob ein. Schon in den 1980er Jahren
belieferte der Technologiekonzern CERN und DESY mit
42
Niobhalbzeugen für Hohlraumresonatoren. Aufgrund der
langjährigen Zusammenarbeit und der Technologiekompetenz
des Konzernbereichs W. C. Heraeus konnte in den
vergangenen Jahren gemeinsam mit den Forschern des
DESY die Qualität und das Handling des Niobs für diese
Art der Anwendung stetig verbessert werden.
Von der Qualität der Niobfertigung für die elementaren
Hohlraumresonatoren überzeugte sich der Vorsitzende des
Direktoriums des DESY-Forschungsinstituts, Prof. Albrecht
Wagner, bei einem Besuch der Elektronenstrahlschmelze
in Hanau. Dabei lotete er das Zusammenspiel von Forschungsinstituten
und Unternehmen aus: „Kooperationen
zwischen der Grundlagenforschung und Industriepartnern
wie Heraeus sind bei Projekten dieser Größenordnung
wichtig, um technologische Grenzen zu überschreiten und
Einblicke in neue Welten gewinnen zu können.“
Durch den Beschuss mit Elektronenstrahlen schmilzt Niob.
technology report 2008 technology report 2008
Bildquelle: DESY
rUBrIk recHtS
Forscher sind äußerst genaue Menschen. Sie wollen bis ins kleinste
Detail vordringen, um die letzten Geheimnisse der Wissenschaft zu
entschlüsseln. Ihre Hilfsmittel werden dabei immer gigantischer
und leistungsfähiger. Früher reichte Forschern eine Lupe. Heute sind
kilometerlange Teilchenbeschleuniger nötig, um einen Blick in die
Vergangenheit zu werfen oder um chemische Reaktionen zu verstehen.
Hochreines Niob (unten) ist ein Basismaterial von Hohlraumresonatoren in Teilchenbeschleunigern (oben).