Rätt material räddar supermikroskopet

Att förstå hur olika material fungerar är viktigt på många sätt. Det kan hjälpa klimatforskningen framåt, ge oss bättre batterier och bidra till utvecklingen av nya läkemedel, för att bara nämna några exempel. 

Carina HöglundFoto: Anna Nilsen

I Lund byggs European Spallation Source eller ESS – ett jättelikt supermikroskop där forskare från hela Europa ska kunna granska det innersta i sina prov med hjälp av neutroner. Dessa partiklar från atomkärnan genomlyser materialet och ger information om hur det är uppbyggt och fungerar.

Att få till ett sådant här sameuropeiskt projekt i mångmiljardklassen är inte enkelt och långt in i processen upptäcker man till råga på allt ett stort problem: bristen på helium-3. Det finns bara en handfull ämnen som kan användas till att fånga in fria neutroner i detektorer så att man kan ta del av informationen. Ett är en variant av ädelgasen helium, helium-3. Men den är en biprodukt av kärnvapentillverkning och efter det kalla krigets slut har tillgången gått ner, samtidigt som efterfrågan ökat och priserna rusat i höjden.

ESSFoto: Henning Larsen ArchitectsIntresset riktas då i stället mot materialet bor-10 som har liknande egenskaper. Men det måste vara extremt tunt för att det ska gå att använda. Det är då ESS vänder sig till tunnfilmsforskarna vid Linköpings universitet och Carina Höglund får uppdraget.

Dagen efter att hon disputerat i tunnfilmsfysik vid LiU anställs Carina som forskare vid ESS. Hon ska försöka ersätta heliumgasen med supertunna skikt av borkarbid med ökad halt av bor-10. Under många och långa dagar och nätter i tunnfilmslabbet på Campus Valla arbetar hon för att utveckla processen. Hon hittar både rätt material till detektorerna och en extremt exakt beläggningsmetod.

Som ett resultat av detta inviger ESS 2014 en fabrik i Linköping. Där tillverkas alumniumplattor täckta av tunna borkarbidskikt, som ska hjälpa till att fånga in neutronerna. Utrustningen döps till Chewbacca efter en av figurerna i Star Wars-filmerna. Det är tradition att fysikerna på LiU får välja namn åt avancerad utrustning som de är ansvariga för. Utrustningen som Carina Höglund använt i testerna heter Samson efter björnen i Sesame Street och den björnliknande Chewbacca kan ses som en storebror till den.

Krisen är avvärjd och jättebygget i Lund fortsätter. De första experimenten är tänkta att börja under 2020.

Fler berättelser från LiU

Mer om materialforskning