Mandag 9.12.2019 - Uke 50
logo   128 000 besøkende i 2018

Samarbeidspartnere

530x321 1-max_iv_oversiktDen nye synkrotronen MAX IV ved Lunds universitetet skal tas i bruk i 2015. Arkitektfirmaene Snøhetta og Fojab (Malmö) har designet eksteriøret i fellesskap. Illustrasjon: Lunds universitet

MAX-Lab er et nasjonalt forskningslaboratorium ved Lunds universitet i Sverige og har mange fellestrekk med kjempeanlegget CERN i Genève, hvor forskerne nå forsøker å finne Higgs-bosonet som antas å gi partikler deres masse. MAX-lab påbegynte i mai 2011 byggingen av det nye forskningsanlegget MAX-IV, som er et såkalt fjerdegenerasjons synkrotronanlegg og kan sammenliknes med et kjempemikroskop som er i stand til å avbilde molekyler og atomer. MAX-IV tar sikte på å bli verdens beste kilde for utvalgte typer røntgenstråling, og anlegget vil ventelig føre til nye fremskritt innen særlig medisinsk forskning og materialforskning.

Vibrasjoner gir uskarpe bilder

Det ligger i sakens natur at et ”mikroskop” som skal ta bilder av mikrosmå molekyler og atomer ikke kan vibrere, for da blir bildene uskarpe. I dette tilfellet er kravene så strenge at de mest følsomme instrumentene ved MAX IV ikke kan vibrere mer enn 26 nanometer eller 0,000000026 meter. Det tilsvarer omtrent størrelsen på et gjennomsnittlig virus og er ca 4000 ganger mindre enn et gjennomsnittlig hårstrå. – Vi snakker om vibrasjoner som er om lag en tusendel av det mennesker er i stand til å registrere hvis de kjenner virkelig godt etter, forteller Christian Madshus, fagansvarlig for geodynamikk og vibrasjoner ved NGI.

En av de største utfordringene i byggeprosjektet er å dempe vibrasjonene som forplanter seg gjennom bakken fra blant annet trafikken på Europavei 22, som går et par hundre meter fra MAX IV. – Men det er en enda større utfordring å dempe vibrasjonene fra blant annet pumper, vifter, rør og kompressorer og ikke minst forskere som går rundt omkring inne i anlegget. Det skal vi klare, men det er ikke sikkert at det blir mulig å kjøre de aller mest følsomme eksperimentene i de tidene på døgnet da det er mest tungtrafikk på E22, tilføyer NGIs prosjektleder Karin Norén-Cosgriff.

 

FAKTA OM MAX-LAB OG MAX IV

Max-Lab ved Lunds universitet i Skåne driver forskning innen akseleratorfysikk, synkrotronstråling og kjernefysikk. Anlegget blir hvert år besøkt av ca 600 forskere fra store deler av verden, også Norge. Forskerne undersøker blant annet overflaten på halvledere, høytemperatur superledere, og oppbygningen av store proteinmolekyler.

Det nye anlegget Max IV består blant annet av en 300 meter lang rettlinjet partikkelakselerator som skal akselerere elektroner opp mot lysets hastighet. Når elektronene har nådd topphastigheten blir de ledet inn i en av anleggets to lagringsringer, som har en diameter på 200 meter og er på størrelse med Colosseum i Roma. Elektronene fyker rundt i disse ringene med tilnærmet lysets hastighet til det blir bruk for dem i et av de mange instrumentene som blir plassert i tilknytning til ringen. Da ledes elektronene ut til instrumentet og blir bremset ned av magneter. Bremsingen fører til at elektronene avgir røntgenstråling som kan brukes til å undersøke molekylære strukturer og overflater.

MAX-IV skal stå ferdig i 2015 og bli verdens beste kilde for hardrøntgen opp til ca. 25 keV og for myk-røntgen i området 300 eV til 2 keV. MAX IV skal erstatte tre tidligere lagringsringer (Max I, II og III). Anlegget er finansiert av den svenske staten og private gaver fra blant annet Wallenberg-stiftelsen. Den totale kostnaden er ca tre milliarder svenske kroner.

NGI og MAX IV

NGIs engasjement med MAX IV begynte med at Lunds universitet ba om en måling av vibrasjonene på tomten. Undersøkelsene viste at vibrasjonene var større enn opprinnelig antatt, og det førte til en del endringer i planene. Den senere kontrakten om planlegging og utbygging gikk til bygg- og anleggsselskapet PEAB, som engasjerte NGI som konsulent i slutten av 2010.

Forskere ved NGI har utviklet modeller og analyseteknikker som gjør det mulig både å beregne vibrasjoner og å dempe dem, og disse metodene kom godt med da MAX IV skulle planlegges. NGI har tidligere vært med på planleggingen av andre anlegg med svært strenge krav til vibrasjoner, som for eksempel Justervesenets laboratorium på Kjeller, NTNU Nanolab i Trondheim og Schlumbergers laboratorium i Asker. Ved MAX IV har NGI vært med på utformingen av fundamentet, samt analysene av hvordan konstruksjonen og det omkringliggende terrenget virker sammen.

Ny regnemetode

Det er vanlig i byggebransjen å beregne store konstruksjoner med den såkalte Elementmetoden (Finite Element Method – FEM), som deler opp konstruksjonen i et stort antall elementer og bruker datamaskiner til å beregne hvordan vibrasjoner og andre krefter kan påvirke hver enkelt del.

 – Elementmetoden fungerer utmerket når det gjelder betongkonstruksjoner og andre byggverk, for selv de største oljeplattformene har tross alt en begrenset størrelse. Problemet i tilfeller som MAX IV er imidlertid at vi også må beregne jorden omkring, og den har jo ingen ende. I utgangspunktet ville en slik beregning blitt så tung at det kunne tatt flere måneder å kjøre den på selv de største datamaskinene, og det lar seg nesten ikke gjøre, forteller Madshus.

Derfor har NGIs team utviklet en regnemetode som isteden modellerer akkurat den flaten hvor konstruksjonene møter omgivelsene. På den måten ble det mulig å kjøre hele beregningen i løpet av et par døgn.

Ingen trær rundt anlegget

Max IV bygges på en fast og finkornet moreneavsetning fra siste istid, og det er 15-20 meter ned til fast fjell. Modellberegningene viste at vibrasjonene kan dempes kraftig ved å stive av grunnen rundt og under anlegget, i tillegg til at selve konstruksjonen er avstivet etter alle kunstens regler. MAX IV blir blant annet bygd på en fire meter tykk grunnplate bestående av flere sjikt med sementblandet jord. Området rundt anlegget skal omformes fra et skånsk slettelandskap til et terreng med kaotiske småhauger som skal dempe vibrasjoner. Det kan også bli aktuelt å lokalisolere noe av det mest kritiske utstyret inne i anlegget.

 – Det er mange hensyn å ta. Vi vil for eksempel helst ikke ha trær i området, for vinden som rusker i trærne skaper vibrasjoner som forplanter seg gjennom grunnen. Høye master er nesten like ille, avslutter Madshus.

530x267 2-MAX IV 110802 Panorama accpitMAX IV er på størrelse med Colosseum i Roma og skal få plass nede i denne byggegropen. Foto: Annika Nyberg, MAX IV-laboratoriet

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

250x166 613


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: