Sveriges portfölj av forskningsinfrastrukturer
Sverige äger vissa forskningsinfrastrukturer, agerar som värd för andra och deltar i olika europeiska infrastrukturer. Det svenska strålröret vid PETRA III är en infrastruktur som är speciell på grund av sin ultrahöga mätningskapacitet, som möjliggör mätningar av material när de produceras och används. Något som är svårt vid lägre hastigheter, men avgörande för att forma materialteknik och processer för klimatlösningar inom energi-, metallproduktions- och tillverkningssektorerna.
De svenska nationella infrastrukturerna, MAX IV-laboratoriet i Lund och det svenska strålröret vid PETRA III i Tyskland, är båda röntgeninstrument. De skiljer sig åt genom vilken hastighet energin i röntgenstrålningen har.
MAX IV har en maximal röntgenenergi på 35 k eV och ger betydande bidrag inom områden som exempelvis biobaserade material. Denna energinivå är emellertid otillräcklig för att fånga signaler djupt inne i många material, särskilt de som består av metaller. För dessa krävs ett högenergikomplement till MAX IV.
Metallindustrin är en av Sveriges viktigaste basindustrier. Produktion och användning av metallmaterial är också avgörande för Sveriges tillverknings- och fordonssektorer, samt för elproduktion och övergång och lagring i form av batterier och krafttransformatorer. Därför beställde Sverige det svenska strålröret vid PETRA III, en infrastruktur vars enenerginivåer för röntgen sträcker sig från 40 k eV upp till 150 k eV. Sådana höga energinivåer möjliggör in situ/operando-materialprocesser.
Det svenska strålröret vid PETRA III är också ett komplement till European Spallation Source (ESS), som är en europeisk infrastruktur med gemensamt värdskap från Sverige och Danmark. ESS byggs för närvarande i Lund, och när det är färdigt kommer det att erbjuda neutroninstrument med den högsta energin i världen.
Neutronmätningar är användbara för att analysera de interna strukturerna inom material. Neutroninstrument kan också upptäcka exempelvis väte, medan röntgeninstrument inte kan det. Därför kan ESS tillhandahålla annan information än MAX IV och PETRA III. De tre infrastrukturerna kompletterar därför varandra.
Vad särskiljer det svenska strålröret vid PETRA III?
Den viktigaste skillnaden hos det svenska strålröret vid PETRA III är dess ultrahöga kapacitet för hastighetsmätning, något som möjliggör mätningar av material medan de produceras och används. Dessa så kallade in situ/operando-studier är avgörande för att utveckla ny kunskap inom områden som energi- och transportsektorn samt inom industriella processer och tillverkningsprocesser. Med ökad kunskap om hur material beter sig när de produceras och används kan dessa sektorer bättre utforma de innovationer som krävs för mer hållbara processer.
Läs mer på vår engelska sida om hur forskningsinfrastrukturerna kan bidra till hållbar utveckling och globala hållbarhetsmål: Sweden's research infrastructure portfolio