Durchblick in jeder Größenordnung

Nach dem Crashtest ist vom Auto nur noch ein Haufen Blech übrig – der liefert aber wertvolle Informationen darüber, wie sich die Fahrzeugsicherheit verbessern lässt. Voraussetzung ist, dass die Ingenieure ins Innere des Fahrzeugs hineinsehen können, um zu analysieren, wie einzelne Bauteile reagiert haben. Forscher des Fraunhofer- Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS) haben dazu am Standort Fürth einen überdimensionalen Computertomographen entwickelt, der künftig sogar ganze Schiffscontainer durchleuchten soll. Das Untersuchungsobjekt wird auf einen riesigen Drehtisch gehievt. Während dieser langsam rotiert, fahren eine Röntgenquelle auf der einen und ein 4 m langer Röntgendetektor auf der anderen Seite neben dem Objekt auf und ab. Aus den so entstandenen Aufnahmen lässt sich am Computer ein dreidimensionales Bild errechnen. „Das ist in dieser Größenordnung eine bislang einzigartige Möglichkeit zur zerstörungsfreien Materialprüfung“, sagt Prof. Randolf Hanke, der das Entwicklungszentrum Röntgentechnik (EZRT) leitet. Dank der heute schon extrem hohen Auflösung von 0,8 mm an metergroßen Objekten sind selbst winzige Details gestochen scharf zu erkennen. Kurzfristig streben die Forscher eine Auflösung von 0,4 mm an. Das Gegenstück ist nicht größer als eine Mikrowelle und durchleuchtet mit einer Auflösung von 0,02 mm kleinste Kunststoffteile bis hin zu biologischen Proben. Hanke und sein Team arbeiten bereits an einem Gerät, das bis in den Nanobereich vordringen soll. Gemeinsam mit Studenten und Doktoranden seines Lehrstuhls für Röntgenmikroskopie an der Universität Würzburg ist ein entscheidender Durchbruch gelungen. Ein Elektronenmikroskop wurde zur Nanoröntgenquelle weiterentwickelt. Die elektrischen Ladungsträger werden auf eine dünne Nadel geleitet. Dadurch tritt aus der Nadelspitze Röntgenlicht aus und liefert mit 50 nm Durchmesser einen exakten Brennfleck.