ESS i Lund – en europeisk satsning på neutronforskning

European Spallation Source, är den europeiska satsningen på en anläggning där världens kraftfullaste neutronkälla ska användas för forskning inom tex materialvetenskap, kemi, teknik, läkemedelsutveckling samt nano- och bioteknologi. Motsvarande anläggning byggs redan i USA och Japan.
Investeringen beräknas, fördelat över en tioårsperiod, uppgå till ca 11 miljarder och ska samfinansieras av deltagande länder med eventuell medfinansiering från EU.
Storbritannien, Ungern, Tyskland, Spanien och Sverige har uttryckt intresse att driva anläggningen som har en beräknad livstid på 40 år. Besluten om realisering, finansiering och placering fattas på regeringsnivå mellan de länder som vill använda anläggningen. Ingen regering har ännu lämnat formellt erbjudande om värdskap.
En placering av ESS i Lund, på ett en kvadratkilometer stort område, drivs av ESS Scandinavia, ett konsortium av ett 20-tal intressenter i Skandinavien, däribland universitet, neutronforskningssällskap, tekniska högskolor, laboratorier, institut samt regionala och kommunala myndigheter och organisationer.

Kostnaden för driften beräknas uppgå till ca 900 miljoner kronor per år, elförbrukningen om ca 1 TWh, ungefär lika mycket som Sverige använder per dag, inkluderad. Dessutom ska 40 miljoner kronor per år avsättas till avvecklingen. Anläggningen med planerad driftstart år 2020 beräknas ha en livstid på 40 år.
Utöver en positiv påverkan i Sverige på innovationsförmåga, internationell konkurrenskraft, produktivitet och nyföretagande skulle en anläggning även få betydande statsfinansiella effekter.
Svenska statliga utredningar, bl a Institutet för Tillväxtpolitiska Studier (ITPS), ser ESS som en lönsam investering, räknar i en analys med en BNP-ökning om ca 4,3 miljarder kronor. Översatt i sysselsättning motsvarar det ca 6.000 arbetstillfällen. En intäktskälla är elförbrukningen där skatten beräknas till 235-285 miljoner kronor årligen. Intäkter till den lokala elleverantören uppskattas till 200 miljoner kronor per år.

För Lund talar det strategiska läget i Öresundsregionen, rik vetenskaplig miljö, högteknologisk industri, god infrastruktur, lokala tekniska förhållanden och livskvalitet.
I Lund planeras också MAX-lab IV, fjärde generationens forskningsanläggning med hjälp av synkrotonljus. Anläggningarna skulle komplettera varandra och skapa ett nytt europeiskt centrum för materialvetenskap.
ESS skulle kraftfullt påverka näringslivet och sysselsättningen, både under byggnationen och senare med ca 500 fast anställda och med mellan 4 000-5 000 årliga forskarbesök.
Tidigare finansministern Allan Larsson, rekommenderade, som särskild förhandlingsman, den svenska regeringen att 2006 avge en avsiktsförklaring om svenskt värdskap. Ännu har inget besked erhållits.
Förslaget stöds av en majoritet av remissinstanserna, bl a Vetenskapsrådet, Forskningsrådet för miljö och Kungliga Vetenskapsakademin.

I Sverige finns idag över 100 forskare som använder sig av neutronspridning i sin forskning. De hade till 2005 tillgång till det nu avvecklade svenska Neutronforskningslaboratoriet (NFL) i Studsvik. Genom avtal och mot avgift har man nu tillgång till forskningsanläggningen ILL i Grenoble.

Kerstin Grevelius Kjellvander   A&K

Teknik & Miljö

Tekniken i ESS-anläggningen är acceleratorbaserad spallationsteknik där väteatomkärnor – protoner – accelereras med hjälp av supraledande magneter i en 600 meter lång accelerator upp emot ljusets hastighet. Protonerna skjuts in i målstationen, där en kärna av antingen flytande kvicksilver, bly, volfram/tantal eller bly/vismut är inneslutet i en behållare. Då protonerna träffar atomkärnorna i målmaterialet spjälkas de och sänder iväg neutroner – själva spallationen. Tex bildas för varje proton som träffar en kärna av kvicksilver 20 nya neutroner. Neutronerna leds efter spjälkningen genom rör ut från målstationen fram till ett instrument där de används för att genomlysa olika typer av material och biologiska byggstenar.
Kraften i acceleratorn kommer tillsammans med ny teknik för både målstation och instrumentering att öka instrumentens känslighet med upp till 1000 gånger jämfört med dagens teknik.
Genom forskningen får man unik information om materialens uppbyggnad och funktion. Informationen har betydelse för utvecklingen av t ex supraledande material för förlustfri överföring av elkraft, bättre mediciner med färre biverkningar, lättare och säkrare fordon och bränsleceller och material för vätgaslagring för renare energiproduktion.

Innan anläggningen kan byggas måste alla nationella och europeiska krav på miljö och säkerhet uppfyllas. Länsstyrelsen i Skåne har fastställt att ett antal prövningar kommer att krävas: lokaliseringsprövning enligt plan- och bygglagen samt tillståndsprövning enligt såväl strålskyddslagen som miljöbalken.
 
Som målmaterial talar, av fysikaliska skäl, det mesta för kvicksilver vilket används i anläggningarna i USA och Japan. Under hela tiden, från det att målstationen fylls på och till dess att anläggningen avvecklas, är det inneslutet i ett kärl med omgivande skyddslager. För ESS livstid krävs 15 ton eller en kubikmeter. Som jämförelse uppgick den årliga efterfrågan på kvicksilver i EU år 2003 till 300 ton.
Kvicksilvret kan hämtas från de ca 1 100 ton Sverige, efter insamling, har att slutförvara år 2010. Idag finns inget färdigt slutförvar vare sig i Sverige eller i något annat land, men SKB leder forskningen och planerar att lämna in en tillståndsansökan 2009.
Statens Strålskyddsinstitut skulle pröva ESS-anläggningen mot strålskyddslagen. Radioaktiviteten som bildas är joniserande strålning som uppstår vid spallationsprocessen. Hanteringen och slutförvaret av kvicksilvret och av andra material som kan påverkas av strålningen är en viktig fråga.

Kerstin Grevelius Kjellvander
kerstin.grevelius@affkapnytt.se