Stories – Trends
75 Jahre Comet – wie Comet eine bessere Zukunft erkundete
Erleuchtet, oder: die stärkste Röntgenröhre der Welt.
Mit der Entwicklung der 600-kV-Röntgenröhre gelingt Comet, was noch niemandem vor ihr gelungen ist. Doch der Weg zum Erfolg war lang und steinig.
“Comet schafft Durchbruch mit Röntgenverfahren”, titelt die Schweizer Wirtschaftszeitung “Finanz und Wirtschaft” am 15. Oktober 2011. Die bahnbrechende Neuerung besteht in einer Kombination von Gross und Klein: Selbst grösste Objekte lassen sich dank Comet-Technologie zerstörungsfrei auf kleinste Fehler prüfen. Oder in den Worten der Zeitung: “Es lassen sich in Bauteilen in der Grösse von mehreren Quadratmetern Strukturen erkennen, die kaum dicker sind als ein menschliches Haar." Möglich macht dies die 600-kV-Röntgenquelle, welche dreidimensionale Bilder in höchster Auflösung ermöglicht.
Dieser technologische Durchbruch wäre Comet beinahe verwehrt geblieben. Rückblick: 2006 muss die Abteilung Röntgenröhren, die heutige Division Industrial X-Ray Modules (IXM), konstatieren, dass ihre leistungsfähigsten Röhren, diejenigen mit 450 Kilovolt (kV) Betriebsspannung, den Bedürfnissen zahlreicher Kundinnen und Kunden nicht mehr genügen. Sie benötigen Röntgenröhren, mit denen noch grössere Erzeugnisse und dichtere Materialien in kurzer Zeit geprüft werden können – zum Beispiel Frachtcontainer aus Stahlblech am Zoll oder hochabsorbierende Turbinenschaufeln von Flugzeugtriebwerken bei der zerstörungsfreien Materialprüfung. Der Auftrag an die R&D-Abteilung ist somit klar: Eine neue Röntgenröhre mit 600 Kilovolt Leistung muss her!
Nur: Wie lassen sich 600 kV, also 600’000 Volt und somit das 40-Fache der Spannung einer S-Bahn-Fahrleitung, in einer 35 Zentimeter langen Metall-Keramik-Röhre zuverlässig über mehrere Tausend Stunden isolieren? Bislang hat das noch niemand geschafft. Die Entwicklerinnen und Entwickler der Abteilung Röntgenröhren machen sich an die Arbeit.
Über Adrian Riedo
Maschineningenieur Adrian Riedo arbeitet seit über 25 Jahren bei Comet, zuerst als R&D Project Manager, dann als Head of R&D X-Ray Tubes, als Technology Specialist und seit 2020 als Director Technology Group IXM. Er verkörpert den Geist der zahlreichen langjährigen Mitarbeitenden bei Comet und ist Präsident des 10er-Clubs. Sein jüngster Streich: die Erfindung der MesoFocus-Röhrentechnologie.
Wolfram soll’s richten
Bald aber wird auch dem Projektteam in Flamatt klar, weshalb sich bislang kein Mitbewerber an die Entwicklung einer 600-kV-Röntgenröhre gewagt hat. Die erste Herausforderung: Die Röntgenquelle braucht einen Generator, der eine Betriebsspannung dieser Höhe überhaupt erst erzeugen kann. Einen solchen gibt es auf dem Markt nicht, weshalb sich die Entwicklungsarbeit für Comet kurzerhand verdoppelt.
Eine weitere Schwierigkeit: Bei 600 kV Betriebsspannung lässt sich die Strahlung nicht durch einen Bleimantel abschirmen wie bei herkömmlichen Röntgenröhren, weil dieser viel zu dick und zu schwer wäre. Stattdessen verwenden die Entwickler eine Wolfram-Legierung in der Anode. Das für Röntgenstrahlen hochabsorbierende, chemische Element soll die Strahlung dort abschirmen, wo sie entsteht. Doch auch dieses Verfahren birgt Herausforderungen. Der damalige Entwicklungs- und Projektleiter Adrian Riedo erinnert sich, dass das eingeschworene Entwicklerteam in dieser "heissen Phase” selbst die Wochenenden durchgearbeitet habe.
Die harte Arbeit und der Durchhaltewillen zahlen sich aus. Im Herbst 2011 hat es Comet geschafft: Die 600-kV-Röntgenröhre ist marktreif – und findet sofort Käuferinnen und Käufer weltweit. Ein chinesischer Kunde setzt sie zur Prüfung von Keramikplatten für die Luft- und Raumfahrt ein, etwas später bestellt ein Kunde aus den USA für mehrere Hunderttausend CHF gleich zehn Module auf einmal – Röhre, Hochspannungsgenerator, Controller und Kühler.
Über Christoph Walther
Christoph Walther ist Physiker und arbeitet seit über 11 Jahren bei Comet. Als eine seiner frühen Aufgaben bei Comet wurde ihm die Leitung der Taskforce zur Optimierung der 600-kV-Röhre übertragen. 2014 wurde Walther, der an der ETH Zürich zum Thema “Terahertz quantum cascade lasers” dissertiert hat, Director R&D X-Ray Tubes.