Mikroskop för 13 miljarder – lyft för näringslivet

Häromdagen stod det klart att det med största sannolikhet blir Sverige och Lund som blir hemvist för det enorma europeiska forskningsprojektet ESS, European Spallation Source.

– Visst innebär ESS fantastiska möjligheter för företag, säger ESS-chefen Colin Carlile.

Men vad innebär
egentligen projektet?

– Det kan beskrivas som ett ”supermikroskop”, säger ESS informationschef Marianne Ekdahl.

Om det behövs ljus för att man med sina ögon ska kunna se och använda ett vanligt, traditionellt mikroskop, så använder ESS-mikroskopet istället ”neutroner” – det vill säga partiklar från atomkärnor, för att ”se igenom” olika material.

Mikroskopet ska därigenom användas för materialforskning i bred bemärkelse.

– Alla former av material och materia inklusive ”biologiska material” inom naturvetenskapen, kan undersökas med mikroskopet, säger Ekdahl.

– Det är en typ av verktyg och forskning som kan användas för att ”se in” i olika material på molekylnivån.

Hur kan det komma till nytta i vardagen?

– Neutroner används idag bland annat för forskning om energiteknik.

Man kan exempelvis se enskilda väteatomer med den här typen av mikroskop.

Väteatomer är de minsta atomerna som finns, och det gör att den här tekniken är viktig för att ta fram ”bränsleceller” som drivs med vätgas, som ersättning av bensin- och dieselmotorer.

– Många hoppas på att det ska gå att utveckla bättre, effektivare och billigare bränsleceller som kan driva bilar, tåg och värma hus.

ESS-mikroskopet kan även användas för forskning om solenergi och att utveckla solceller med neutroner.

Och man kan utveckla ”alternativa biobränslen” som inte baseras på livsmedel som vete och majs.

Lysdioder är en annan ny teknik som enligt Ekdahl tagits fram med hjälp av neutroner, och kan vidareutvecklas med ESS-mikroskopet.

– Lysdioder börjar ta över eftersom de är mer miljövänliga och energieffektiva än vanliga ljuskällor.

– Men det gäller att få lysdioderna mer effektiva.

Inom andra områden kan ESS komma till nytta vid transportforskningen.

Det handlar om ingenjörsvetenskap om motorer, bilar och flygplan.

– Man kan utveckla flygplansmotorer, vingar med bättre ”hållfasthet”, och effektivare bilmotorer.

Företag gynnas av ESS dels genom att vara med och bygga anläggningen, men även genom att dra nytta av forskningen vid anläggningen så att företagens produkter kan förbättras.

– Företag är välkomna att bedriva sådan forskning, säger Carlile.

– Vill de att forskningsresultaten ska vara hemliga, måste de dock betala för forskningstiden.

Enligt Carlile finns det många exempel på företag som förbättrat sina produkter genom sådan forskning.

Ett exempel var en bildäcks-tillverkare som kunde förbättra så kallade katalysatorer, som är ett väldigt dyrt och svårtillgängligt insatsmaterial till sådana däck.

– För att kunna göra det måste man förstå hur det fungerar, och de frågorna går att lösa med vår forskning.

Ett annat exempel är ett hemligt bilföretag som genom denna typ av forskning insåg hur kvaliteten på vevstakar till motorerna kunde förbättras fyra gånger.

– Det kan man bara göra om man känner till vevstakarnas ”mikrostruktur”.

Ett helt annat område är att det utvecklas mer och mer ”biologiska” läkemedel.

Det är nya läkemedel som är baserade på proteiner.

Och med ESS kan man forska inom biologi och molekyler för att studera hur mekanismerna i den mänskliga kroppen fungerar och hur skelettet är uppbyggt.

Tanken är inte som huvudregel att företag som ser möjligheter att utveckla eller vidareutveckla sina produkter på ESS, direkt ska använda mikroskopet.

Istället är det forskare från universitet som gör det.

– Det är ganska få företag som forskar direkt i sådana här anläggningar, och köper forskningstid, säger Ekdahl.

– Däremot finns det en hel del forskare som forskar på uppdrag av företag.

På Lunds universitet bedrivs det redan en viss neutronforskning, på uppdrag av konsumentprodukt-företag som Procter & Gamble och L’Oreal.

Sådana anläggningar får dock mycket lite intäkter direkt från företag.

– Det är framför allt berörda länders regeringar som betalar.

– En sådan här anläggning är en väldigt långsiktig forskningsinvestering.

– Det är en för långsiktig investering för de flesta företag som styrs av sin ”kvartalsekonomi”.

Men man vet att de främsta anläggningarna i Europa för neutronforskning i Storbritannien och Frankrike, så är det många företag som upptäckt möjligheterna med detta område.

– Det gäller till exempel bilindustri och konsumentprodukt-företag.

– Så det lär bli mer användning av det slaget.

I världen finns det totalt 25 liknande mikroskop, men 4 styckan av det slaget som det här ska bli.

De modernaste som är den ”tredje generationens” mikroskop av detta slag, finns det bara ett i USA och ett i Japan.

– Men ESS ska bli det bästa, säger Ekdahl.

Måttet för det är hur många neutroner som produceras i mikroskopet.

– Det är som att man med ett vanligt mikroskop ser fler saker och får bättre forskningsresultat, med ett starkare ljus.

Kostnaden på 13-14 miljarder kronor betalas av svenska staten till 30 procent, och av andra länders stater till 70 procent.

Invigningen väntas ske år 2019.

De första 2-2,5 åren från nu kommer att gå till planering och att få alla tillstånd klara.

Det är inte vilka företag som helst som kan bygga en sådan här anläggning.

Det krävs en väldigt specifik teknisk kompetens som finns på ledande forskningslaboratorerier i världen.

Partikelacceleratorn kommer exempelvis att tas fram i samarbete med Cern i Schweiz, som är världens största ledande laboratorium för partikelfysik.

En tredjedel av kostnaderna för projektet kommer att gå till vanliga byggnader såsom kontor, konferenslokaler och gästhotell.

Det är vanliga byggbolag som kan bygga dem.

– Och i sådana här projekt brukar det gå till byggbolag i regionen kring där projektet byggs, säger Ekdahl.

Själva acceleratorn i ESS-anläggningen kommer att bli 600-700 meter lång.

Hela området blir 0,7 kvadratkilometer stort.

Blir ESS-anläggningen ”farlig”?

– Det är inget kärnkraftverk, men det som sker är att man utvinner neutroner. Det är en ”kärnfysisk process”.

– Men det finns många kärnfysiska processer omkring oss.

Det speciella med kärnkraft är att det är en ”självuppehållande” process, som dock kan löpa amok om det blir en härdsmälta.

– Men det finns många andra kärnfysiska processer som pågår hela tiden, även i vår egen kropp och i atmosfären utan att man märker det.

Det är ingen fara för de som bor intill ESS-området?

– Det kommer att skapas radioaktivitet, men det som kommer ut utanför området är väldigt lite.

– Det blir bara en bråkdel av den naturliga bakgrundsstrålningen.

Den strålning som uppkommer kommer att hanteras säkert, precis som sjukhusen gör med röntgenapparater, scanners och magnetresonanskameror.

Utöver själva ESS kommer det att byggas en separat forskningsanläggning intill som ska heta Max 4.

– Den ska också bli världsledande.

Max 4 är inriktad på en liknande teknik som är ett komplement till neutroner.

Den använder en avancerad form av röntgenljus för att studera molekyler och atomer på ungefär samma sätt som i ESS.

– Det är ett kompletterande verktyg.

Max 4 kommer att kosta 2,6 miljarder kronor, och fick klartecken av regeringen för någon månad sedan.

Det blir ett svenskt-nordiskt projekt, medan ESS är europeiskt.

Båda projekten är supermikroskop som används för att se atomer och molekyler, men de ger forskare olika information.

Dessa anläggningar brukar finnas intill varandra och används av samma forskare på andra håll i världen.

En anläggning som ESS brukar i forskningsvärlden kallas för en ”neutronkälla”.

– Det säger inte så mycket. Egentligen är det ju en forskningsanläggning för forskning med neutroner, säger Ekdahl.

Säger man ”neutronforskning” kan det vara missvisande för då verkar det som att man forskar om neutroner.

– Men det handlar om att forska med neutroner.

Man kan även kalla ESS en ”materialforskningsanläggning”.

Max 4-anläggningen kallas formelt för en ”synkrotronljuskälla”.

Det säger inte heller så mycket, men är också en forskningsanläggning för materialforskning.

I den enklare Max 4-liknande anläggning som finns i Lund redan, har läkemedelsbolag som Astrazeneca och Novo Nordisk egna ”forskningsstationer”.

– Den här tekniken är viktig för Astrazeneca, säger Ekdahl.

– De har många forskare inom ”strukturbiologi” i Lund, genom att det finns ett Maxlaboratorium där, där sådan här forskning kan bedrivas.

Max 4 ska stå klart redan år 2012.

Det byggs av statliga Vinova, Lunds universitet, Region Skåne och det statliga Vetenskapsrådet.

Dessa har kommit överens om att finansiera Max 4,

I förlängningen kommer Max 4 att finansieras med statliga medel, men det kan även tillkomma pengar från stiftelser.

– Det har exempelvis talats om Wallenberg-stiftelserna, säger Ekdahl.

Går det att nämna namn på företag som kan gynnas av ESS?

– Det är bara att se sig runt här i Lund så finns det företag som Gambro, Astrazeneca och Tetrapak som kan gynnas av den här forskningen.

– Även Sony-Ericsson.

En orsak är att de lithium-jon-batterier som sitter i mobiltelefoner kan laddas snabbare och tar längre tid tills de är urläddade, tack vare neutronforskningen.

– Det är genom denna typ av forskning som partiklarna i elektroniken och elektrolyterna har optimerats.