Så får neutronkanonen fart i Uppsala

För fyra år sedan drog Lund och Sverige vinstlotten om var världens starkaste neutronkälla ska placeras. I den skånska myllan utanför Lund realiseras nu en av Europas största forskningsanläggningar – ESS, European Spallation Source. Hjärtat är en 452 meter lång supraledande linjäraccelerator, placerad i en 600 meter lång tunnel. Här ska intensiva neutronstrålar skapas för att ge forskare och industri detaljrika bilder av allt från molekyler till motorer och läkemedel.

Men det dröjer till år 2019 innan den första strålen skjuts av. Den kraftiga acceleratorn måste först designas, byggas och testas. Tord Ekelöf, professor i elementarpartikelfysik i Uppsala, leder uppdraget att utveckla den högeffektsförstärkare för mikrovågor som behövs i den 58 meter långa del av acceleratorn som kallas Spoke.

Här accelereras en protonstråle från energin 50 MeV till 200 MeV. Accelerationen från 200 MeV sköts av acceleratorsteg efter Spoke. När protonstrålen träffar målet av wolfram och slår loss kaskader av neutroner är energin 2 000 MeV och hastigheten nära ljuset.

För att kunna testa mikrovågsförstärkaren till Spoke har en 1 000 kvadratmeter och 10 meter hög experimenthall byggts vid Ångströmslaboratoriet i Uppsala. Labbet, som döpts till Freia, invigs den 18 juni.

När Ny Teknik är på besök är hallen i stort sett öde, varken anläggning för flytande helium, kryostat, accelerationskaviteter eller mikrovågsförstärkare finns på plats.

Viss utrustning är beställd, medan andra delar fortfarande utvärderas. Dit hör den förstärkare för mikrovågor med hög effekt som krävs för att studera det elektromagnetiska fält som ska accelerera protonerna.

– Vi undersöker till exempel möjligheten att använda oss av halvledare i ställer för vakuumrör. Det skulle göra mikrovågsförstärkaren effektivare, tillförlitligare och lättare att kontrollera, säger Tord Ekelöf.

Målet är att en accelerationskavitet, monterad i en kryostat och nerkyld till -270 grader, ska börja testas i full effekt (350 kW) nästa sommar. Sommaren 2015 ska en kryomodul med två kaviteter vara klar för test.

– Allt kan inte beräknas. Man måste göra prototyptester för att se att det verkligen fungerar. Kanske visar testerna att mikrovågsförstärkaren, kryomodulen eller kaviteten måste modifieras för att motsvara kraven.

Uppsalaprojektet beräknas kosta 177 miljoner kronor. Totalt beräknas forskningsanläggningen ESS kosta 13 miljarder kronor (1,5 miljarder euro). Sverige betalar en tredjedel.