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Vorsprung durch Glas

Mit 600 Metern Neutronenleitern stattete SwissNeutronics (Klingnau, Schweiz) ein Forschungsinstitut nahe Hongkong aus. Für die Bauteile wurde Spezialfloatglas eingesetzt.

Mit 600 Metern Neutronenleitern stattete SwissNeutronics (Klingnau, Schweiz) ein Forschungsinstitut nahe Hongkong aus. Für die Bauteile wurde Spezialfloatglas eingesetzt.

Bei der wissenschaftlichen Erforschung molekularer Strukturen von Festkörpern kommt es vor allem auf eines an: Planität. Um möglichst viele Neutronen durch Leiterkanäle zu transportieren, sind superglatte Oberflächen mit Rauigkeiten von weniger als einem Nanometer notwendig. „Nicht einmal einzelne Atome dürfen an den Innenseiten der Neutronenleiter hervorstehen“, erläutert Dr. Christian Schanzer, Chief Operating Officer (COO) von SwissNeutronics, dem führenden Hersteller von Neutronenleitern. Für die Produkte des Schweitzer Unternehmens bildet die Werkstoffqualität von BOROFLOAT® die Grundlage seiner Produkte. „Das Spezialfloatglas von SCHOTT bietet uns durch seine hervorragenden Eigenschaften einen klaren Wettbewerbsvorteil“, so Dr. Schanzer.

Der Vorsprung hat sich ausgezahlt: SwissNeutronics hat sich den Zugang zum chinesischen Markt gesichert und ist Lieferant von Neutronenleitern für die Spallationsquelle am Institut für Hochenergiephysik in Dongguan nahe Hongkong. Die Anlage umfasst bis zu 600 Meter Leiterkanäle für insgesamt 20 Strahlenlinien. „Aufgrund der Qualität und des guten Preis-Leistungsverhältnisses von BOROFLOAT® konnten wir uns gegen die Konkurrenz durchsetzen“, freut sich Schanzer. Die Anlage soll noch in 2018 in Betrieb gehen, sie wird dann zu den größten ihrer Art zählen.

Der Auftrag ist ein wichtiger Meilenstein in der Geschichte des Unternehmens, das mit einem Anteil von 60 Prozent im Bereich Neutronenleiter führend ist und als Kunden rund zwanzig Forschungseinrichtungen weltweit adressiert.

Justierung der Spiegelflächen.
Präzision erfordert auch heute noch gute Handarbeit.

Neutronenleiter zu bauen, erfordert höchste Präzision, denn die Neutronen werden durch eine Superspiegel-Beschichtung nur unter sehr flachen Winkeln reflektiert. „Steht eine Wand schief oder ist sie nicht glatt genug, würden die Neutronen in das Material gelangen. Das gilt es zu vermeiden“, erklärt Schanzer. Um die optimale Reflektion zu erreichen, trägt SwissNeutronics bis zu 10.000 nanodünne Schichten auf. BOROFLOAT® bietet dafür die beste, extrem glatte Oberfläche. Schanzer dazu: „Wir befinden uns hier praktisch an der physikalischen Grenze – besser geht´s nicht.“

Der Perfektionismus des Schweizer Unternehmens hat einen Grund: Je höher die Qualität der Neutronenleiter, desto größer die Ausbeute an Neutronen, die für wissenschaftliche Experimente zur Verfügung stehen. „Wir haben im vergangenen Jahr ein Stück Leiter am Institut für Nuklearforschung im russischen Dubna ersetzt“, berichtet Dr. Schanzer. „Dadurch stehen Forschern nun sechs Mal so viele Neutronen für Experimente zur Verfügung wie zuvor. Das bedeutet: Was bislang einen Tag Zeit benötigte, gelingt jetzt in vier Stunden.“

Schon seit 1999 arbeitet SwissNeutronics mit SCHOTT zusammen. Floatglas war von Anfang an das Material der Wahl, doch erst BOROFLOAT® erfüllte die hohen Anforderungen. Inzwischen dient es als Referenzsubstrat für die Qualitätssicherung bei SwissNeutronics. Schanzer: „Kein anderes Material bietet eine derart hohe, konstante Güte. Dadurch liefert es ideale Voraussetzungen für die Verbesserung unserer Beschichtungen. Mit BOROFLOAT® haben wir die Chance, deren Qualität entscheidend zu steigern.“

Messung im Tausendstel Millimeter-Bereich.
Nanodünne Spiegelfläche in der visuellen Endkontrolle.

Werkstoff für High-Tech-Anwendungen

Neben der besonders geringen Rauheit sind die gleichmäßige Dickenverteilung und hohe Homogenität Eigenschaften, die BOROFLOAT® für den Einsatz in der Hochtechnologie prädestinieren. Hinzu kommen die große chemische Beständigkeit sowie die mechanische und thermische Belastbarkeit. Beim Bau von Neutronenleitern ist auch der hohe Bor-Anteil entscheidend: Durch die abschirmende Wirkung können Neutronen leicht „eingefangen“ werden. Entscheidend für die Eigenschaften von BOROFLOAT® ist die besondere Herstellung im patentierten Microfloat-Verfahren. Dabei „schwimmt“ das Glasband in einem Bad aus flüssigem Zinn – es wird „gefloated“ – und kühlt anschließend aus. Die hohe optische Qualität von BOROFLOAT® ist im Bereich der Flachgläser bisher unerreicht.

06. August 2018

Kontakt

Claudia Aßelmeyer
Special Flat Glass
SCHOTT AG

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