Maskinerne i haven

Neutroner i samfundets tjeneste
Isotoplaboratoriet blev på den måde et kognitivt knudepunkt i et netværk, der forbandt
Risøs reaktorfaciliteter med forskellige forskergrupper på universiteterne. Netværket forbandt
Risøs reaktorer med alt lige fra medicinske problemer, vævsprøver fra ufødte fostre, taiwanesiske
børn og engelske kålblade! Ud af det kunne der f.eks. opstå ny viden om genetisk betingede
sygdomme. Reaktorfaciliteter, som oprindeligt var bygget til materialetestning og neutronfysik,
blev med Isotoplaboratoriet i rollen som mediator en uundværlig ressource for helt
andre forskningsfelter som genetik og biokemi. Isotoplaboratoriet selv blev en slags udvekslingszone
(trading zone), hvor der kunne veksles ressourcer mellem forskellige discipliner,
forskningsfelter og institutioner.
En stor del af den forskning, der er blevet udført på Isotoplaboratoriet har handlet om at
udvikle specifikke aktiveringsanalytiske metoder og om at udvikle redskaber til fortolkning af
analytiske resultater. Man inddelte i årene efter Anden Verdenskrig ofte forskningen i grundforskning
og anvendt forskning. Den forskning, som Isotoplaboratoriet lavede, lader sig dog
ikke indplacere i denne simple skematik. Når forskningen på isotoplaboratoriet fik karakter af
grundforskning, var det som regel, fordi rekvirenterne eller laboratoriets egne folk var stødt
på helt konkrete analytiske problemer, som kun kunne løses gennem forskning. Det betyder,
at Isotoplaboratoriets forskning var anvendelsesorienteret grundforskning eller det, som man i
samtidens jargon kaldte baggrundsforskning.
”Vi skovlede nærmest silicium gennem reaktoren”
På et enkelt område kom Isotoplaboratoriet på Risø til at indtage rollen som international
pioner og banebryder, nemlig gennem udviklingen af produktionen af NTD-silicium. Isotoplaboratoriets
indsats inden for NTD-silicium er en spændende og unik innovationshistorie, der
udviklede sig som et samspil mellem en privat virksomhed og et offentligt forskningsmiljø.
Det er samtidig en historie om, hvor svært det i 1970’erne var at have en regulær produktion
på en statslig forskningsinstitution og hvor svært det i praksis kan være at lave et offentligtprivat
teknologipartnerskab. Det er altså en historie med mange moraler. Historien, som den
fortælles her, er i hovedsagen baseret på filmen NTD-Silicium: Fra forsøg til produktion og
på det medfølgende interview.
NTD står for neutron transmutation doped, eller som det hedder på dansk: neutron doteret.
Dette kræver imidlertid en lille forklaring. Transistorer, integrerede kredse og andre elektroniske
komponenter består af halvledermaterialer. Det kan f.eks. være silicium, som er gjort
halvledende ved tilsætning (dotering) af små mængder fremmede stoffer som fosfor og germanium.
Lige siden man i 1950’erne blev i stand til at lave transistorer og andre halvlederkomponenter,
havde man benyttet kemiske teknikker til at dotere silicium. Ved høj temperatur
er det nemlig muligt, at få fosfor til at diffundere ind i siliciumkrystaller. I slutningen af
1960’erne kom nogle forskere ved elektronikvirksomheden Siemens’ forskningslaboratorium
på den tanke, at man som et alternativ også ved hjælp af reaktorneutroner kunne dotere silicium.
Silicium er næst efter ilt det mest almindelige grundstof på jorden. Det naturlige silicium
indeholder tre stabile isotoper, hvoraf omkring 3 % er isotopen 30 Si. Denne isotop kan
ved indfangning af en langsom neutron omdannes til den ustabile 31 Si, som ved udsending af
en betapartikel vil henfalde til den stabile fosforisotop 31 P. Henfaldstiden er ca. 2,6 timer. Ved
at bestråle siliciumkrystaller med langsomme neutroner kan man derfor erstatte en nøje kontrolleret
mængde Si-atomer med fosfor. Vigtigere endnu er det dog, at fordelingen af fosforatomer
herved bliver helt jævn. Den konventionelle kemiske diffusionsteknik var ikke i stand
til at give en helt jævn fordeling af fosforatomerne, fordi der altid vil være flest fosforatomer i
overfladen af den behandlede krystal. NTD-processen er dog i virkeligheden mere kompleks,
fordi der på grund af neutronstrålingen uundgåeligt opstår sidereaktioner, som danner nogle
uønskede stoffer.
For at NTD-processen kan gennemføres, er man nødt til at have et meget rent produkt, da
urenheder selv i meget små mængder vil skabe radioaktive stoffer, som gør det umuligt at
benytte produktet til noget som helst. I begyndelsen af 1970’erne var producenterne af siliciumkrystaller
blevet så dygtige, at de var i stand til at producere silicium med en renhedsgrad,
der oversteg alle andre industrielle produkter. Teknikken dertil hedder zone smeltning (float
28