Erfolgreiche Groß-Verkupferung: GSI-Galvanik erreicht wichtigen Meilenstein für FAIR
25.08.2020 |
In der Galvanik-Abteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung ist ein wichtiger Erfolg erzielt worden: Die Verkupferung einer zwei Meter durchmessenden Kavität wurde erfolgreich umgesetzt. Dies ist zugleich von großer Bedeutung für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR. Um die FAIR-Parameter zu erreichen, muss der der bestehende Linearbeschleuniger UNILAC, der künftig als Vorbeschleuniger dienen wird, teilweise mit neuen Kavitäten aufgerüstet werden.
Kavitäten oder auch Hohlraumresonatoren sind zentrale Elemente von Beschleunigern. Darin schwingen starke elektromagnetische Felder, die ihre Energie auf die entlang der Röhrenachse fliegenden Teilchen übertragen. Um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, werden die Oberflächen verkupfert. Bei GSI und FAIR ist die Galvanik-Abteilung dafür zuständig, Tanks und Bauteile der Teilchenbeschleuniger von innen mit einer Schicht aus hochglänzendem Kupfer zu überziehen. Die Aufgabe der Galvanisierung ist anspruchsvoll, die Anforderungen an die Oberflächenqualität sind hoch.
Aktuell muss die Alvarez-Beschleunigungsstruktur, ein Abschnitt des GSI-UNILAC, für zukünftige Höchstleistungen ersetzt werden, damit FAIR die geplante hohe Strahlqualität liefern kann. Einer der kritischen Punkte bei diesem Upgrade ist das Verkupfern besonders großer Kavitäten-Sektionen. Eine Herausforderung, die bei GSI letztmalig vor über 20 Jahren anstand. Dennoch ist es der GSI-Galvanik nun gelungen, bereits beim ersten Versuch ihre Fähigkeit zu demonstrieren und eine Kavität dieser Größe zu verkupfern. Somit ist ein sehr entscheidender Aspekt des Alvarez-Ersatzes adressiert und positiv gelöst worden.
Die Galvanik-Anlage, die im Laufe der Forschungsjahre und des Beschleunigerausbaus auf dem GSI- und FAIR-Campus entstanden ist, ist einmalig. Sie erlaubt Hochglanz-Verkupferungen von Metalloberflächen wie Stahl und Edelstahl bis zu 200 Mikrometer Dicke. Vor allem die Größe der Elemente, die verkupfert werden können, macht die Anlage außergewöhnlich. Sogar ein Kran kommt beim Manövrieren zum Einsatz, um die teils tonnenschweren Bauteile zwischen den verschiedenen Reinigungs- und Beschichtungsbädern hin und her zu bewegen. Ausführbar sind Verkupferungen von Elementen bis zur maximalen Länge von 2,5 Meter sowie einem Durchmesser von bis zu 2,5 Meter. (BP)
