Neutronvizsgálat: úttörő technológia a járműgyártás szolgálatában

Ám a BNC már jóval ezelőtt megalapozta hírnevét, és nemcsak a régióban, hanem a világban is, hiszen már a kilencvenes évek végén részesei voltak az egyik legnagyobb társadalmi hatású amerikai fejlesztésnek. Mint később az nyilvánossá vált, az Exxon olajvállalat egy merőben új módszert, a palaolaj kinyerésének technológiáját kutatta a Washington melletti reaktornál, természetesen teljes titoktartás mellett. Akkor még a magyar mérnökök sem sejtették, hogy az itthon kifejlesztett és Amerikába szállított műszerekkel (neutron sebesség szelektor) hozzájárultak több ezer talajminta mikro- és nanoszintű szerkezeti feltárásával a hidraulikus talajréteg-törés (fracking) technológiájának kifejlesztéséhez, vagyis annak megalapozásához, hogy hogyan lehet a mikroszkopikus nagyságú kőolaj-cseppeket és földgáz-buborékokat a palarétegekből gazdaságosan a felszínre hozni.

Nem hiába választották a jelenleg is számos kutatást végző BNC-t az olaszok és az amerikaiak. Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont és az MTA Energiatudományi Kutatóközpont által működtetett 10 MW-os kutatóreaktorhoz olyan anyagvizsgálati laborok kapcsolódnak, amelyek egyedülállóak Európában. A vizsgálatokhoz elengedhetetlen neutronforrást tizenhét laboratóriumi mérőpont „értékesíti”, így válnak lehetővé a járműgyártás számára is fontos anyagszerkezeti, és egyéb képalkotó vizsgálatok. Az anyag mélyrétegeibe ásva olyan eddig nem látott tulajdonságok is észlelhetők, amelyek tanulmányozásával a gyártástechnológiát innovatív módon lehet javítani és átalakítani. A BNC vizsgálatai rendkívül sokféle kérdésre tudnak választ adni a járműipar szereplői számára. A teljesség igénye nélkül: közegáramlás, kopás-, öregedés- és lerakódás-vizsgálat, ötvözetek szerkezeti mérései, belső feszültségek kimutatása diffrakciós vizsgálattal, elemösszetétel kimutatása, kompozit anyagok optimalizálása. A neutronkutatási laborok lényegében a hullámoptika fizikai tulajdonságait munkába állítva tesztelik a tetszés szerinti tárgyat, alkatrészt vagy anyagmintát spektrométeres, gamma-analízises, diffrakciós, radiográfiás, vagy tomográfiás eljárásokkal. A központban tizenhét féle eljárással tudnak vizsgálatokat végezni, amely egyedülálló Kelet-és Közép-Európában.

Úttörő technológia a járműgyártás szolgálatában
Dr. Rosta László, a BNC nemzetközileg is elismert projektmenedzsere szerint a magyar járműipar elérkezett abba a stádiumba, amikor már nemcsak mennyiségi és minőségi kritériumoknak kell megfelelniük a szereplőknek, hanem a csúcstechnológiás kutatási módszereket alkalmazó innovációs készségnek is be kell épülnie a termelési láncba. Míg az ezredfordulóig csak felfedező jellegű kutatásra használták a neutronvizsgálatot, ma már világszerte egyre meghatározóbb szerepet játszik a gyártási technológiákban. A neutronkutatás legfőbb előnye és legújabb trendje, hogy az atomi-molekuláris szerkezet feltárásán túl annak működéséről is információt ad.

Van az úgy, hogy a mégoly fejlett technológiákat alkalmazó és adott esetben külföldi anyacégét is maga mögött tudó járműipari beszállító megválaszolhatatlannak vélt problémába ütközik, vagy éppen sok éve dédelgetett innovációját szeretné útjára bocsátani. Az egyre szigorúbb minőségi követelmények betartása, a sztenderdeknek való szigorú megfelelés alapvető versenyképességi tényezők, mert a gyártó minimális eltérés esetén is dönthet más beszállító mellett. Éppen ezért fontos, hogy a tudomány által kínált legfejlettebb módszerek alkalmazásával legyen megismerhető az előállított termék, munkadarab, és annak legmélyebb anyagszerkezeti rétegei, használat közben várható tulajdonság-változásai.

Az utóbbi években felnőtt a hazai kutatók egy fiatalabb generációja, amely különösen fogékony arra, hogy a neutronkutatási módszerek eredményei minél gyorsabban gyakorlati hasznosulásba forduljanak. Orbán János, a detektor csoport vezetője rámutatott, „a BNC által kínált vizsgálatok egyik legnagyobb előnye, hogy a neutron roncsolásmentesen tud belépni az anyag szerkezetébe”, a mintát nem kell szétszedni, elmetszeni, felnyitni. Legyen az motorblokk, nyomtatott áramkör, gumiabroncs, vagy állandó kémiai hatásnak kitett alkatrész, a minta neutron-besugárzásával annak érintetlenül hagyása mellett lehet róla információkat gyűjteni vagy éppen 3D-s ábrát készíteni. Dr. Fábián Margit fizikus, aki a BNC kommunikációs felelőse is hangsúlyozta, hogy a működés során megváltozott/elöregedett alkatrészek szerkezeti módosulásainak, az anyagfáradásnak, a káros lerakódások okainak megértésére, vagy éppen irreverzibilis és/vagy gyors lefolyású események leképezésére szintén rendelkezésre áll a BNC műszaki háttere. Az elvégzett vizsgálatok rámutathatnak eddig nem észlelt anyagszerkezeti, gyártási, eljárási hiányosságokra. A BNC-ben végzett neutronvizsgálati analitikák – kombinálva egyéb mérési technikák lehetőségeivel (pl. röntgen- és lézerspektroszkópia) - sokkal nagyobb pontossággal tudják szétválasztani például a katalizátorban a szerves és a szervetlen vegyületeket, jobban ki tudják mutatni a hegesztési varratok esetleges hiányosságait, mintha csak a szokásos röntgenes átvilágítást használnánk – mutatott rá Dr. Szentmiklósi László, a BNC EK Nukleáris Analitika és Radiográfiai Laboratórium vezetője.

Egyedülálló árelőny a régióban

Az alkatrész, komponens tulajdonságainak jobb megértése viszont ilyen módon versenyelőnnyé kovácsolható. A BNC a gyártók innovációs kutatásainak fő partnerévé is válhat azáltal, hogy a megrendelővel együttműködve megtervezi, lebonyolítja az igényekhez igazított kutatást, majd monitorozza a folyamatot. A BNC titoktartási záradék megkötése mellett végzi személyre szabott kutatásait és vizsgálatait.

A BNC-nek a régióban egyedülálló nagyműszer-együttesének (divatos kifejezéssel – kutatási infrastruktúra) magas színvonalú működtetését olyan dinamikus, tapasztalt és fiatalabb tudósokból álló, szakmailag magasan képzett team biztosítja, amely már komoly nemzetközi elismertséget is kivívott. Ezzel is magyarázható, hogy műszerparkjának és felkészült szakembergárdájának köszönhetően a világszínvonalat biztosító BNC közvetlenül a Münchenben, Oxfordban és Grenoble-ban található hasonló neutronközpontokkal versenyez. Ugyanis Budapest ezer kilométeres körzetében nem találni hasonló kutatólabort, ráadásul a hazai mérési idő árai összehasonlíthatatlanul olcsóbbak a nyugatabbra található centrumokénál. A BNC jelenleg az EU H2020 kutatási projektjeinek támogatását is élvezve (ilyen pl. az ipari alkalmazásokat segítő SINE2020) a kezdeti mérési költségeket magára vállalja, tehát a konzultáció és a megvalósíthatóság értékelése, továbbá az elsődleges mérések nem kerülnek pénzbe a partnereknek. Az az autóipari szereplő, aki a BNC-t választja kooperáló partnerként tehát nemcsak innovációs partnert talál, hanem jelentős árelőnyre is szert tesz.