An einigen Stellen muss mit dem Laser im Vakuum experimentiert werden, gerade wenn es um die bösen Sachen geht, die der Laser mit der Materie so anstellen kann. Er kann Folien in Plasma verwandeln und mit ein paar Tricks dabei auch Teilchen beschleunigen. Die Vakuumkammern sind eckige Kästen aus Stahl mit Glasfenstern. (Ob es wirklich Glas war, habe ich nicht gefragt. Es könnte auch Quarz oder sonstetwas gewesen sein. Es war jedenfalls dick, klar und durchsichtig, was die Zahl möglicher Materialien sehr einschränkt.) Bei Star Trek hätte man es wohl als Borg-Technologie verkauft, vor allem weil man für Besuchergruppen das innere der Kammer in violettes Licht taucht. Man kam darauf, weil man in der Vakuumkammer LEDs verbaut hatte. Ohne kühlende Luft wird denen aber recht heiß, so dass sie irgendwann ausfallen. Um weißes Licht zu haben, hatte man rote, grüne und blaue LEDs verbaut, die dann in zufälliger Reihenfolge ausfielen und einige der übriggebliebenen Farbkominationen sahen wohl recht ansprechend aus.
In der Vakuumkammer sollte auch kein Staub sein. Jedes Staubkorn auf der Optik brennt sich sofort ein und hinterlässt eine Spur die das Licht nicht reflektiert und sich beim nächsten Schuss noch weiter einbrennt. Offenbar ist man recht gut darin, die Vakuumkammern staubfrei zu halten, aber nicht perfekt. Die Räume darum herum sind deswegen Reinräume, wenn auch nicht mit dem Grad von Paranoia wie man es aus der Halbleitertechnik kennt. Es gibt Kittel, Haarnetze und Plastikfolien für die Schuhe. Am Eingang tritt man auf Klebefolien, die den Staub von Schuhüberziehern nehmen. Es reicht zweifellos um die Staubbelastung um ein oder zwei Größenordnungen zu reduzieren. Soetwas reicht um anstatt alle paar Wochen ein Problem zu haben, nur noch alle paar Jahre eins zu haben.
Teure Dinge stecken meistens in unsichtbaren Details. Dazu gehören die Beschichtungen der Optiken, die auf keinen Fall zu viel Licht absorbieren dürfen und deswegen auf die Wellenlänge des Lasers genau abgestimmt werden muss. Die Genauigkeit der Optiken ist dagegen nicht wirklich beeindruckend. Egal ob Laser oder Sternenlicht, Optiken sind immer gleich. Die Lichtbeugung begrenzt ohnehin die erreichbare Genauigkeit und so kann man sich darauf beschränken, die Oberfläche auf ein Zehntel der Wellenlänge genau zu bearbeiten. Jedes Amateurteleskop braucht genauere Optiken als so ein Laser, um kein verwaschenes Bild zu zeigen. Die Wellenlängen im sichtbaren Licht sind einfach viel kürzer als im Infraroten. Das heißt aber nicht, dass die Optiken billig wären – Einzelanfertigungen ist immer kostspielig, und wohl vor allem die Beschichtung. Solche Laseranlagen werden nicht gerade zu Tausenden hergestellt und so geht der Preis in den niedrigen zweistelligen Millionenbereich – die restlichen Anlagen in denen der Laser benutzt natürlich nicht mit eingerechnet.
Mit dem Laser können gleich eine ganze Reihe von Anlagen betrieben werden, man muss nur mit einem Spiegel den Laser in die richtige Anlage leiten – eine Sache von Minuten. Ein sehr wichtiger Teil ist der kompakte Elektronenbeschleuniger namens ELBE, der ohne den ausschweifenden Ring der meisten Beschleuniger auskommt – auch wenn er noch nicht die gleiche Konstanz und Kontrollierbarkeit der alten Technik bringt.
Der Elektronenbeschleuniger ist auch ein Grund für den Strahlenschutz. Wenn die Elektronen auf Materie treffen, werden sie abgebremst und es kommt zu Bremsstrahlung. Je nach Lieblingsdefinition sind das Röntgen- oder Gammastrahlen. Es kann auch zu Paarbildung kommen – also dem Entstehen von Elektronen und Positronen. Die Positronen sind Antimaterie, die zusammen mit Elektronen wieder zu reiner Energie werden, in Form von zwei Gammastrahlen die genau entgegengesetzt voneinander weg fliegen. Das macht sie gut detektierbar, was äußerst praktisch für Materialuntersuchungen ist.
Mit einem Beschleuniger kann man auch zu einem genau definierten Zeitpunkt Gammastrahlen mit Energien von über 10MeV erzeugen. Die kommen in der Natur, etwa durch Radioaktivität, praktisch nicht vor. Mit solchen Energien kann man auch Atomkerne beeinflussen und freundlich dazu überreden, ein paar Neutronen abzugeben. Diese Neutronen enden dann in “Dumbs” also Blöcken aus einem Material (erst Aluminium, dann Stahl) das die Neutronen absorbieren soll. Es wird dadurch schwach radioaktiv und muss am Ende des Forschungsbetriebs entsprechend entsorgt werden. Ein größeres Problem ist die Radioaktivität nur im Betrieb des Beschleunigers, wenn die entstandenen kurzlebigen Isotope zerfallen und in der kurzen Zeit die gesamte Strahlung abgeben. Daher auch die Dosimeter vom Anfang, auch wenn die Anlage nicht in Betrieb war.
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