Superröntgen i Lund

av Henric Borgström Forum 2015-06, sida 30-31, 18.06.2015

GÖR DET OSYNLIGA SYNLIGT. Max IV ska producera världens mest briljanta röntgen när den öppnar för forskare sommaren 2016. Det ska ge nya material för batterier, solceller, lysdioder, datorer och mobiltelefoner. Det går också att minsta detalj studera den starkaste och tunnaste kolforrmen vi känner till, grafen (läs mer om detta ämne i Forum i höst). Anläggningen invigs i juni om ett år - den ljusaste dagen på året för att inviga det skarpaste ljuset i världen.

Superröntgen i Lu

Sverige vill bli ledare inom materialforskning, ljuni 2016 invigs världens skarpaste synkrotron i Lund, och 2020 startar den kraftigaste neutronkällan på jorden.

HENRIC BORGSTRÖM SVERIGE X Två gigantiska forskningsanläggningar inom materialteknik byggs just nu i universitetsstaden Lund. Båda anser sig bli världsledande rent tekniskt och ska i hög grad användas tvärvetenskapligt. Moroten för deltagarnar är att Europa ska kunna utmana USA och Japan inom materialforskning. Max IV och ESS heter de. Max IV som använder röntgenteknik är under inkörningien anläggning strax utanför Lund i det som påstås tillhöra Europas bästa jordbruksmark. I

FORUM FÖR EKONOMI OCH TEKNIK NR 6 201 höstas sattes spaden imarkenintillidet sameuropeiska projektet ESS (European Spallation Source, alltså spjälkning) med planerad invigning tidigast år 2020. Där väntas ett tusental forskare årligen utföra experiment.

ESS-konsortiets investering uppgår till 1,84 miljarder euro med en årlig driftskostnad på 140 miljoner euro. Sverige tar 35 procent av investeringen, Danmark 12,5, Tyskland 11, Storbritannien 10, Frankrike 8, de övriga 14 länderna (varav några med observatörsstatus) delar på resten i varierande grad, även utblottade Grekland.

Finland deltar inte i ESS, till skillnad från Island och de tre baltiska staterna, några av dem med observatörsstatus men ändå medfinansiärer i liten skala. Att Danmark ställer uppmed en så stor del beror på att danskarna får ta hand om insamlingen och processandet av alla data i en anläggning i Köpenhamn. Vetenskapsby. Mellan de båda anläggning MN arna bygger universitetet och Lunds kommun samt Region Skåne en ”Science Village” som på olika sätt ska stödja forskningen.

Närmare 3 000 forskare väntas årligen komma till ESS för att under några veckor nyttja den linjära acceleratorn, en målstation och 22 specialbyggda instrument. ESS instrument utgör ett gigantiskt mikroskop där neutroner används för att analysera atomer och molekyler inom medicin, miljö, klimat, kommunikation, transport, med mera.

Anläggningen utvecklas av olika europeiska forskarlag och enligt konsortiet finns mycket av innehållet inte någon annanstans i världen. ESS är betydligt mer mångsidig än den gigantiska LHC-partikelacceleratorn (large hydron collider) i Cern.

Unik prestanda. Ledningen för Max IV är inte blygsam när den redan kallar den blivande anläggningen för världsledande.

Den har kapacitet för 31 stålrör i vilka experimenten sker. I en första etapp byggs 14 rör färdiga för användning 2017, vart och ett ”med en prestanda som inte finns någon annanstans eller är mycket sällsynt idag och därför är mycket efterfrågad” Det blir 10-20 gånger högre prestanda än hos liknande laboratorier. Instrumenten och resultaten blir öppna för kvalificerade forskare, kostnadsfritt.

Nano. En linjäraccelerator har till uppgift att injicera elektroner ilagringsringarna och att ge korta röntgenpulser. Den ska senare kunna byggas ut med en frielektronlaser, nästa generations ljuskälla.

Elektronerna cirkulerar inne i ett metallrör med i det närmaste fullständigt vakuum. Vidare finns en ny typ av mycket små magneter med hög mekanisk precision, vilket också ger låg energiförbrukning.

Laboratoriet och dess synkrotronljus bygger på de tidigare anläggningarna som drogs igång 1985 och 1997. I strålrören blir det möjligt att ta fram extremt tunna ljusstrålar med låg divergens samt mycket hög upplösning och sammanhållning. Det gör att det högintensiva röntgenljuset kan fokuseras på en så liten fläck som 10 nanometer. Max IV är alltså världens mest avancerade superröntgen.

Copycats. Forskarna ska kunna studera livsmedel, material, föroreningar i marken, liksom strukturen i nya förpackningar. Även många områden inom tillämpad forskning ommer att ha nytta av anläggningen, exempelvis biogeokemi, atmosfärskemi, korrosion, nano, katalys, kulturminnesvård, dessutom grundforskning i fysik och kemi iksom läkemedel, molekylärbiologi och medicinsk bildvetenskap.

Strålrören har finansierats av familjen Wallenbergs huvudstiftelse, tolv svensa universitet och andra lärosäten, Finlands Akademi samt danska universitet, regionala myndigheter och svenska Vetenskapsrådet. De 180 anställda kommer från 30 länder, ytterligare ett 50-tal ska anställas.

I Asien, USA, Europa och Sydamerika följer man noga med utvecklingen för att kopiera designen under de närmaste 10-15 åren. De största liknande anläggningarna i världen som ligger i USA, Frankrike och Japan arbetar redan med att uppgradera anläggningarna enligt idéerna som ligger bakom Max IV. I Brasilien byggs som bäst en liknande anläggning, säger forskaren Thomas Ursby.

Vid den mindre lagringsringen på Max IV byggs en experimentstation som finansierats av Finland och Estland. Forskningen koncentrerar sig på elektroner i yttre elektronskikt, fysikaliska bindningar på atomär nivå, inklusive molekyler i gasfas.

Det kan noteras att Finland sedan sent 1980-tal har utnyttjat det tidigare Max-laboratoriet inom egna experiment, samt deltagit i den tekniska utvecklingen.

TILLTRÄDE TILL ANLÄGGNINGARN = Inom Max IV och Lunds universitet diskuteras just nu riktlinjer för ansökningar, prissättning, med mera inför invigningen i juni 2016. På ESS ska nästan all forskning och tilldelning av tid ske efter vetenskaplig prövning. För forskarna blir det kostnadsfritt att använda anläggningen. Motprestationen är att resultaten publiceras. Företag får möjlighet att köpa tid. Beslut fattas troligen tidigast 2017. Underskotten i verksamheten fördelas istort sett enligt ägarandel. De största kundsegmenten är skogs- och pappersindustri, grafisk industri, stål-, bil- och motorindustri, tåg-, flyg- och offshoreindustri, samt transformatorindustri.

FÖRDEL MED SPJÄLKNIN sm Sameuropeiska ESS, som bombarderar atomkärnor med protoner för att studera atomernas innersta finesser, framhåller följande fördelar = 1) Neutronspridning möjliggör studier av struktur och dynamik i atomer och molekyler med bättre variation i tid och rum under extrema förhållanden som hög temperatur eller tryck. Kan användas för att förutsäga jordbävningar.

Bm 2) Insidan av bilmotorer och Faraos gravar kan studeras, liksom känsliga material, utan att de skadas.

sm 3) Neutronerna ger exakta resultat.

= 4) Neutroner sprids av atomkärnor och informerar om elementen och isotoperna. Ett exempel är hur substanser i läkemedel överförs genom cellmembran.

= 5) Neutronen fungerar som en liten magnet för att studera magnetisk struktur och dynamik på atomnivå. Magnetiskt beteende krävs bland annat i datorer.

= 6) Explosioner av massiva stjärnor, så kallade supernovor, där de flesta tyngre elementen skapades, kan studeras.

AKTUELLT I FÖRENINGARNA

Af

Tekniska Föreningen Driftingenjörsförbundet i Finland i Finland Banvaktsgatan 2 Å, Banvaktsgatan 2 A 00520 Helsingfors 00520 Helsingfors tfn: 040 585 2586 e-post: kanslietfif.f tfn: 040-585 0972 e-post: kansliediff. 3.9 ISLAND - vulkaner, fisk och dramatisk natu 8.9 Förbättra dina chanser på arbetsmarknaden, Hfors 24.9 Revy ala Ahlfors, Helsingfor 29.9 “Det var bättre förr” - Nostalgikväl 26.10 Musikalen “Fantomen på Operan” på Nationaloperan Zn TFiF 135 Chalmers -”Potpurri 14.11 TFiF 135 JubileumsKalas

Se även www.tfif.fi eller www.diff.fi

NIORD

Ekonomföreningen Niordr.f. Banvaktsgatan 2, 00520 Helsingfors

Cati Lilja, o201 209 27 18.7 Bussfärd till Pori Jazz 16.9 Vinterstugbokningen börjar 24.9 Deadline för stugutlottninge 15.10 Musikal: Fantomen på Operan Niords kansli håller stängt från midsommar till början av augusti. Finlands Ekonomer har dejour hela sommaren.

Niord önskar alla läsare en riktigt skön sommar!

Se även Niordbladet och www.niord.fi.

EKF

Ekonomiekandidatföreningen r.f.

Kontaktperson: Anders Nordlund, 040-1949 492 e-post: atnordlundÖgmail.co 9.10 Föreningens 75-årsjubileum firas i samband med

Hankendagen. Mera info kommer senare. Trevlig sommar!

Baraviföreningen rf

Kontaktperson: Torvald Lindberg, tfn: 045-1015 414 e-post: torvald.lindberg&kolumbus fi

FORUM FÖR EKONOMI OCH TEKNIK NR 6 2015