ESS med forskninginstrumenter under opbygning. Foto: Bax Lindhardt

Stærke danske bidrag til ESS i Lund

onsdag 08 aug 18

Kontakt

Rasmus Toft-Petersen
Forsker
DTU Fysik
45 25 32 09

Kontakt

Niels Bech Christensen
Seniorforsker
DTU Fysik
45 25 32 06

Kontakt

Ken Andersen, head of Neutron Instruments Division, ESS,
ken.andersen@esss.se 

ESS

European Spallation Source, ESS, er over 100 gange så kraftig som lignende anlæg, der er i drift i dag. ESS er den største danske forskningssatsning siden Tycho Brahes tid.

ESS vil virke ved at accelerere protoner i en næsten 500 m lang tunnel, hvorefter de vil ramme et ’target’ af wolfram og skyde neutroner væk fra wolfram-atomkernerne. Den proces kaldes spallation. Neutronerne guides frem til instrumenterne, hvor de kan trænge gennem materialer og vise deres skjulte strukturer helt ned til placeringen af de enkelte atomer.

ESS i Lund har et totalt anlægsbudget på 1.843 milliarder euro, hvoraf Danmark lægger cirka 12,5 procent.


En af Europas største forskningsfaciliteter, ESS, European Spallation Source, tager form på en mark uden for Lund i Sverige. Danmark sætter tydelige aftryk på projektet.

ESS bliver verdens mest avancerede neutronkilde. Som et kæmpestort mikroskop giver den forskere og virksomheder mulighed for ikke blot at undersøge materialers overflader, men også at se deres opbygning helt ned på atomart og molekylært niveau. ESS vil således få stor betydning for forståelsen af materialer inden for så forskellige områder som life science, sundhed, energi og informationsteknologi.

Det fælles værtskab mellem Danmark og Sverige betyder, at mens selve neutronkilden bygges i Lund, placeres det tilhørende databehandlingscenter i København. Danmark har dog også mange aktier i det nye bygningskompleks, for eksempel bliver to af de første instrumenter på ESS udviklet og bygget af danske forskere.

’Bifrost’ er navnet på et af de første instrumenter, som forskerne får adgang til, når ESS starter sit forskningsprogram i 2023. I spidsen for det hold, der udvikler Bifrost, finder vi forsker Rasmus Toft-Petersen fra DTU Fysik.

”Bifrost vil tillade forskerne at måle krystalgittersvingninger og magnetiske svingninger. Det har man traditionelt gjort ved hjælp af time-of-flight- eller tre-aksespektrometre. Med Bifrost kombinerer vi de bedste elementer fra disse instrumenttyper på en helt ny måde i stor skala,” siger han.

”De sidste par år har vi designet og udført beregninger på Bifrost, både som samlet instrument og på dets enkelte komponenter. Alt skal være korrekt dimensioneret til at kunne udnytte den store mængde neutroner, der i kraftige pulser bliver sendt fra kernen af ESS til instrumenterne. Det arbejde er vi stort set færdige med, og nu skal vi i gang med at indkøbe de forskellige delkomponenter til at bygge Bifrost.”

Der skal anvendes omkring 8000 forskellige dele til Bifrost. Det færdige instrument får en 160 meter lang neutron-guide – det ’rør', der leder neutronerne fra selve spallationskilden på ESS til prøvestationen. Fra prøven spredes neutronerne og detekteres i en seks ton tung tank, der imens skal flytte sig 30 grader frem og tilbage.

Grundforskning
Bifrost vil særligt blive anvendt til grundforskning inden for magnetisme og kvantematerialer.

Eksperimenterne vil således være koncentreret om at få større viden om, hvordan magnetiske materialer opfører sig, når de er under påvirkning af tryk eller ydre magnetfelter. Komplekse magnetiske materialer kan være nøglen til at øge effektiviteten af elektronik, der anvendes i it-sektoren, f.eks. at kunne lagre en større mængde information på mindre plads ved hjælp af et lavere strømforbrug.

Bifrost vil også kunne bidrage med ny viden inden for energiområdet, hvor bl.a. grundvidenskabelig forståelse af høj-temperatursuperledere er et vigtigt mål, som ville kunne åbne store teknologiske muligheder.

”Bifrost vil kunne give unikke informationer, som ikke kan fås andre steder i verden. Her vil forskerne komme, når de i deres laboratorier har udviklet nye materialer med eksempelvis spændende magnetiske eller superledende egenskaber, som på sigt er af teknologisk interesse,” forklarer Niels Bech Christensen, seniorforsker på DTU Fysik og overordnet ansvarlig for Bifrost.


Deltagere i Bifrost-projektet

DTU er overordnet leder af projektet. Herudover deltager KU, EPFL Lausanne og Paul Scherrer Instituttet i Schweiz, Laboratoire Leon Brillouin i Frankrig og Institutt for Energiteknikk i Norge.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.
https://www.fysik.dtu.dk/om-dtu-fysik/nyheder/nyhed?id=3CDD7A27-27EB-4E4C-B7F7-EC7D39780593
19 AUGUST 2018