Bladet Forskning

Norsk synkrotronbasert forskning

Frode Mo, professor Institutt for Fysikk, Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet

Den norske forskningen ved European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Grenoble har vært tema for innlegg i Forskning nr. 4/96, 5/96 og 6/96. I tillegg til nyttige fakta inneholder innleggene noen unøyaktigheter og faktiske feil.

ESRF er et forskningsinstitutt finansiert av 12 europeiske nasjoner. Norges deltakelse skjer via NORDSYNC, et konsortium dannet i 1987 av Danmark, Finland, Norge og Sverige. Våre nordiske partnere, spesielt Sverige og Danmark, hadde og har nok fortsatt en vesentlig større kompetanse i bruk av synkrotronstråling. Kunnskapen er bygd opp over mange år, dels gjennom nasjonale synkrotronanlegg som MAX i Lund og SIGRID i Århus, dels gjennom forpliktende satsing på andre synkrotronanlegg, spesielt ved DESY i Hamburg, NSLS i Brookhaven (USA), og SLRS i Daresbury (UK).

Fram til ca. 1995 var synkrotronbasert forskning i Norge stort sett drevet av et lite antall miljøer ved NTH og AVH (NTNU). Trolig den eldste sammenhengende forskningsaktiviteten her ble startet opp av professor Steinar Raaen (NTH) i 1986 på spektroskopiske studier av metalliske overflater.

NORDSYNC har betalt et minstebidrag, 4 %, til konstruksjonskostnadene for ESRF, og bidrar nå med 4 % til drift. Norges del av dette er 0,56 %. Det utgjør i dag ca. 3,3 millioner kroner. Høsten 1994 kom ESRF offisielt i drift, og fra da av har norske forskere kunnet søke om stråletid på alle tilgjengelige strålelinjer.

ESRF som forskningsressurs

Forskningen ved ESRF er inndelt i sju forskjellige kategorier, f.eks. Hard Condensed Matter, Life Sciences, Chemistry, osv. Det søkes om stråletid to ganger årlig. I hver kategori blir søknadene vurdert av en faglig sakkyndig komit?.

ESRF er en svært ettertraktet ressurs, og konkurransen om stråletid er tilsvarende stor. For 1996 ble det alt i alt søkt om ca. 2,5 ganger mer tid enn det som var tilgjengelig. En rekke gode søknader får avslag fordi de like godt kan gjøres ved et annet anlegg, eller fordi andre prosjekter foretrekkes pga. nyhetsverdi, spektakulær utnyttelse av strålingen, spennende metode eller instrumentering, osv.

Nær 50 % av stråletiden går til forskning innenfor Hard Condensed Matter. Bidrag til drift og forbruk av stråletid er i godt samsvar for alle brukerne unntatt NORDSYNC, som får ut vel 1,5 ganger mer enn de betaler for. De andre deltakernasjonene mener naturligvis at også NORDSYNC må betale etter forbruk.

Norsk bruk av ESRF

For 1995, det første hele driftsåret ved ESRF, ble det sendt inn norske søknader for til sammen 57 skift stråletid (1 skift = 8 t). Ingen av disse fikk tid. For 1996 kom det inn flere nye søkergrupper. Det ble søkt om 84 skift, og vi fikk tildelt 63 skift (21 døgn). I 1996 ble det på alle de operative strålelinjene ved ESRF fordelt til sammen 6111 skift. Norske forskere fikk altså ca. 1 %, eller nær dobbelt så mye som vår kontingent skulle tilsi. Fordi det foreløpig er relativt få norske brukergrupper som har fått ESRF-stråletid, vil det lett bli fluktuasjoner i tallene fra år til annet. Men allerede nå må vi kunne slå fast at Norge har fått svært god uttelling for sine beskjedne bidrag til ESRF.

Vi vil gjerne øke bruken av ESRF, slik Bente Lilja Bye, Forskningsrådet, oppfordrer til i Forskning nr. 4/96, men da må nok Norge yte vesentlig mer til fellesskapet. Per i dag er det størrelsen på investeringene og ikke interessen eller kvaliteten av prosjektsøknadene som begrenser bruken. Selv om tilgjengelig stråletid ved ESRF vil øke så mye som 50 % ved fullt utbygd anlegg i slutten av 1998, vil Norges andel, beregnet fra prosentsatsen 0,56, likevel ikke være mer enn ca. 51 skift. Det er naturligvis altfor lite.

Collaborating Research Groups

I sitt innlegg i Forskning nr. 5/96 har Emil Samuelsen, NTNU, skrevet om opprettelsen av Collaborating Research Group (CRG)-strålelinjer ved ESRF generelt og den sveitsisk-norske strålelinjen SNBL spesielt. Ut fra min førstehåndskjennskap til SNBL finner jeg framstillingen til dels ukorrekt.

Forslag om at eksterne grupper (CRG) burde søke ESRF om å få bygge strålelinjer ved ringen, kom fra forskere som var opptatt med å planlegge ESRFs egne strålelinjer. ESRF hadde da planer om å bygge både bøyemagnet (BM)-strålelinjer, dvs. avbøying av elektronstrålen i ringen ved dipoler, og strålelinjer der avbøyingen skulle skje ved multipolgitre av magneter, kalt insertion devices (ID), som wiggler og undulator. Både strålingsfluks og briljans ville bli større ved ID-linjene, og bare BM-linjer var aktuelle for CRG. Da ESRF-administrasjonen gikk inn for CRG-planen, var det også et poeng at de ønsket å trekke inn eksternt personell og kapital, både for å sikre et sterkere og mer varig engasjement blant europeiske brukergrupper, og for å få en raskere oppbygging av flest mulig strålelinjer til operativ drift. Vi som fikk utfordringen å etablere et CRG og søke ESRF om konsesjon, visste også at fluksen ved en BM-linje i Grenoble ville bli like stor som (og enkelte parametre andre klart bedre enn) ved wiggler-linjer på 2. generasjons synkrotronanlegg som de i Brookhaven og Daresbury. Varmebelastningen på den ekstremt følsomme optikken ville kunne elimineres med kjent teknologi.

Bøyemagnet-strålelinjer

Vi gikk inn for planen om å danne et CRG vel vitende om at for de fleste typer av eksperimenter som vi ønsket å drive, ville fluksen ved en BM-strålelinje være mer enn tilstrekkelig. I ettertid har det vist seg å være riktig. Sveitsiske kolleger som studerer diffus spredning i kvasikrystallinske materialer, får mer og bedre data samlet i 120 sekunders eksponeringer ved SNBL enn i løpet av uker med roterende anodegenerator som røntgenkilde og filmdetetektor.

Når Samuelsen framstiller BM-linjene nærmest som en mindreverdig ressurs er det i strid med ESRFs egne faglige utvalg, som f.eks. tilordner stråletid til diffus-spredningseksperimenter på BM-linjer.

Per i dag er fire CRG-linjer i drift ved ESRF; i tillegg til SNBL er det to franske og en italiensk. Ytterligere fire er under bygging eller uttesting: en fransk for proteinkrystallografi, en italiensk for gammastrålespektroskopi, en nederlandsk/belgisk for flere typer diffraksjon og spektroskopi og en britisk for magnetisk spredning. En fransk CRG ønsker å bygge en fjerde fransk BM-linje, og en tysk CRG planlegger bygging av en linje for radiokjemi og ionestrålefysikk.

Det er verd å merke seg at ESRFs største kontraktspartnere, Frankrike, Tyskland, Italia og UK, som alle har nasjonale synkrotronanlegg, har eller er i ferd med å bygge egne BM-linjer ved ESRF.

 

Skriv ut siden