Den miljöanpassade forskningsanläggningen MAX IV är ett laboratorium i mycket stor skala för forskning med hjälp av synkrotronljus (Bild: FOJAB Arkitekter).

När MAX IV tas i bruk under 2015 kommer universitetsstaden Lund att utgöra hemvist för den mest briljanta* synkrotronljusanläggningen i världen. Satsningen kommer att påverka regionen långt utanför den vetenskapliga världen och ge näringslivet stimulans i form av nya affärer, innovation och teknikspridning.

”Max IV är en stor forskningsanläggning där det blir möjligt att undersöka riktigt små saker med hjälp av synkrotronljus. Det rör sig om forskningsfält såsom materialvetenskap, medicin, miljövetenskap och bioteknik. På området runt MAX IV kommer det att växa det fram en spännande stadsdel som kommer att locka till sig forskare och företag”, berättar Tutti Johansson Falk, som är kommunikationschef på MAX IV.

”Fastighets AB ML4 är byggherre och fastighetsägare. Arbetet med fastigheterna påbörjades 2010 och den 1 juni 2015 överlämnades nyckeln till hyresgästen Lunds universitet. Tillsammans med ML4 samt totalentreprenören Peab AB tog vi tidigt fram ett omfattande miljö- och hållbarhetsprogram som färgat hela byggprocessen”.

Stora verktyg för att studera små partiklar

”Det krävs extremt stora verktyg för att studera extremt små partiklar. Forskningsanläggningen har en omkrets på 528 meter, vilket är en meter större än Colosseum i Rom”, fortsätter Tutti.

”Processen börjar i en tunnel under byggnaden. Med en laser skapas mycket korta pulser av elektroner som färdas genom en 250 meter lång lineär accelerator (LINAC). Där uppnår elektronerna en hastighet nära ljusets och sedan förs de in i lagringsringarna. Där böjs elektronerna bana av med hjälp av kraftfulla magneter och vid avböjningen avger elektronerna synkrotronljus. Detta är ett oerhört intensivt ljus med den speciella egenskapen att det är lika energirikt i alla våglängder. Ljuset leds ut till forskningsstationerna genom särskilda strålrör som ansluts på olika punkter längs ringen och som har konstruerats för specialiserade ändamål. Det är där forskningen sker”.

En av anläggningens största utmaningar är de höga vibrationskraven. Den är mycket känslig eftersom synkronljuset har en bredd som bara är en fjärdedel av ett hårstrå. Vibrationskraven är ställda på nanometernivå, vilket är en utmaning med tanke på den tunga trafiken på E22 precis bredvid området. I samarbete med Lunds universitet och arkitektfirman Snøhetta har Peab utvecklat flera innovativa lösningar för att kunna dämpa vibrationerna. Det omgivande landskapet har bland annat fått ett vågmönster med kullar som bidrar till att dämpa vibrationerna i marken.

Koldioxidneutral forskningsanläggning

I den linjära acceleratorn accelereras elektroner till nästan ljusets hastighet och i anslutande lagringsrör skapas synkrotronstrålning (Foto: Johan Persson)

”En annan utmaning är anläggningens stora energibehov och därmed klimatpåverkan. Genom att utnyttja mindre magneter och andra tekniska åtgärder gör vi MAX IV mer energieffektivt än andra traditionella synkrotronanläggningar. Vi har bland annat gjort stora insatser för att återvinna överskottsvärme från elektronacceleratorn. Vi köper kylvatten och när det värmts upp hos oss skickas det iväg ut i Lunds fjärrvärmenät”, berättar Tutti Johansson Falk.

”Vi strävar efter minimera vår miljöpåverkan och använder elektricitet från förnybara källor. En liten del av elen till kontoren kommer från solpaneler på taken. Vi har gröna tak på av byggnaderna, något som bidrar till att regnvattnet samlas upp och att belastningen på dagvattennätet minskar. Byggherren har också genomfört certifieringar av byggnaden enligt flera olika system: Miljöbyggnad nivå Guld, Green Building och nu senast BREEAM-SE nivå Outstanding”.

Gröna omgivningar

Stora arealer jordbruksmark har tagits i anspråk för bygget. Jord och grus som blev över har använts för att skapa ett levande landskap av kullar runt MAX IV. Förutom att kullarna bidrar till att vibrationerna i byggnaderna minskar, bildar de olika ekosystem för växter och djur. Bland annat kommer frön från det närbelägna naturreservatet Kungsmarken att sås på kullarna. Regnvatten från taken och andra ytor samlas upp i ett antal dammar och bildar våtmarker för vattenlevande organismer.

Det konstgjorda landskapet ska ge en stimulerande miljö för dem som arbetar på forskningsanläggningen. Våglandskapet blir en symbol för MAX IV och kommer att synas på Google map.

Innovativ miljöforskning

”Det är ingen tvekan om att synkrotronljuset redan har betytt och kommer att betyda mycket för materialvetenskaperna, detsamma gäller bioteknik och medicin. MAX IV kommer också att hjälpa forskarna att besvara ödesfrågor kring energi och miljö”, avslutar Tutti Johansson Falk och ger några exempel på innovativ miljöforskning.

Undersökningar av vissa material kan vara betydelsefulla för miljöteknikens utveckling. Exempelvis undersöker forskarna med hjälp av synkrotronljus egenskaperna hos bentonitleror med tanke på säker slutförvaring av kärnkraftsavfall. Leror kan också användas för vattenrening och för att lagra koldioxid, något som är intresse både för samhället och näringslivet. Andra forskare försöker förbättra materialen i bränsleceller och därmed bidra till hållbar utveckling.

Med innovativ teknik vid MAX IV kan man undersöka extremt tunna skikt av vattenytor och skapa bättre förståelse av dynamiken mellan hav, luft och moln. Något som kan ge nya insikter om jordens klimatsystem. Ett annat forskningsområde rör vilken roll luftburna partiklar spelar för jordens klimat.

*Briljans är i detta sammanhang det mått man använder för att mäta intensitet och koherens på ljusstrålen.

 Artikeln publicerad i juni 2015