Techniklexikon

Kilogrammprototyp

Normen und Einheiten, ein Normal zur Verkörperung der Masseneinheit Kilogramm. Die Prototypen werden in zweckmässiger Geometrie aus einem korrosionsbeständigen, unmagnetischen Werkstoff gefertigt (meist in zylindrischer Form aus einer Legierung von 90 % Platin und 10 % Iridium, Dichte 21,5 g cm^-3, bzw. Stahl, Dichte 8 g cm^-3) und unterliegen bestimmten Prozeduren bei der Handhabung, Aufbewahrung und Reinigung. Unter optimalen Voraussetzungen soll die Masse über Jahre hinweg mit einer Stabilität von besser als ±10 g (Pt-Ir) bzw. 15 g (Stahl) konstant sein. Tatsächlich hat man in den 90er Jahren an den Nationalen Prototypen Masseänderungen durch Massenanlagerungen in der Grössenordnung von 5 × 10^-8 kg festgestellt, eine besorgniserregende Änderung, die die Forderung nach der Realisierung der Masseneinheit mit Hilfe von Fundamentalkonstanten eindrücklich unterstreicht.

Der im Internationalen Büro für Mass und Gewicht (BIPM) in Sèvres bei Paris aufbewahrte Internationale Kilogrammprototyp ist ein Pt-Ir-Zylinder, dessen Masse definitionsgemäss gleich einem Kilogramm ist. Um ihn vor Abnutzung und möglicher Beschädigung zu schützen, wurden bei Messungen in den Jahren 1889, 1939, 1946 und 1989 hieran die Hauptnormale des BIPM (ebenfalls Pt-Ir-Zylinder) angeschlossen. An diese Hauptnormale werden die Nationalen Kilogrammprototypen (Pt-Ir-Zylinder) und daran die Hauptnormale der Staaten (Stahlzylinder) angeschlossen, und mit ihnen werden dann die Bezugsnormale der metrologischen Staatsinstitute und der Eichbehörden abgeglichen. Die Bundesrepublik Deutschland besitzt den nationalen Prototyp Nr. 52, der von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) aufbewahrt wird und dessen Masse zuletzt 1996 im BIPM bestimmt wurde. Seit 1991 stehen ferner die Prototypen Nr. 55 und Nr. 70 als Ersatznormale zur Verfügung.

Kilogrammprototyp: Der nationale Prototyp der Bundesrepublik Deutschland, aufbewahrt unter einer Glasglocke. Im Hintergrund Haupt- und Berzugsnormale der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt.