Onderzoeksinstituut Differ en Eindhoven University of Technology gaan samen werken aan een nationale faciliteit voor onderzoek met hoge-energieröntgenstraling. Nederlandse onderzoekers moeten voor dit soort onderzoek nu nog dure en schaarse tijd reserveren bij enorme synchrotrons in het buitenland.
De TU/e is vergevorderd met de ontwikkeling van een technologie die hoge-energieröntgenstraling genereert met kleine en relatief goedkope opstellingen. Hiermee kan bijvoorbeeld onderzoek naar materialen voor de energietransitie een boost krijgen. De partijen zijn overeengekomen om op termijn bij Differ een onderzoeksfaciliteit te realiseren op basis van deze technologie. De faciliteit moet over enkele jaren operationeel zijn. De partijen staan open voor samenwerking met derden.
Robert-Jan Smits, TU/e: "Het is van niet te onderschatten belang dat we in Nederland een dergelijke onderzoeksfaciliteit krijgen. De vraag is enorm in vele wetenschapsgebieden. Dus dit gaat de Nederlandse wetenschap sterk vooruit helpen. Vooral op gebied van materialen voor de energietransitie is dat hard nodig. We moeten met zijn allen in rap tempo energietechnologieën ontwikkelen die helpen de klimaatverandering binnen de perken te houden. Daarin gaat deze nieuwe onderzoeksfaciliteit een belangrijke rol in spelen."
Marco de Baar, Differ: "Op Differ ontwikkelen en onderzoeken we materialen voor de energietransitie. We doen dat het liefst samen met anderen: bedrijven en onderzoekers van buiten. De ontwikkeling van deze X-ray-faciliteit past in onze lijn om complexe meetinstrumenten te ontwikkelen en open te stellen voor materialenonderzoek voor energietoepassingen. Deze toekomstige faciliteit maakt het mogelijk betere analyses te maken van nieuwe materialen, bijvoorbeeld voor elektrodes en katalysatoren."
Synchrotrons
Synchrotrons zijn al tientallen jaren de werkpaarden van het röntgenonderzoek waarmee heel nauwkeurig in materialen gekeken kan worden. Dit zijn echter enorme installaties, met een doorsnede van honderden meters, en zeer hoge kosten. Nederland heeft geen synchrotron en Europa slechts een tiental.
"Ze zijn zo gewild dat er grote wachtlijsten zijn", vertelt TU/e-hoogleraar Jom Luiten. "Dat is een rem op allerlei onderzoeksgebieden. Bovendien zijn lange-duurproeven niet mogelijk." Luiten ontwikkelde daarom Smart*Light, een alternatieve technologie die met een opstelling van slechts enkele meters min of meer hetzelfde kan: het genereren van extreem heldere en coherente röntgenbundels, waarbij het ook nog mogelijk is om snel de energie te variëren.
Daarmee kunnen nieuwe materialen ontwikkeld worden die nodig zijn voor bijvoorbeeld een kernfusiereactor of waterstofproductie. Maar er zal ook vraag zijn vanuit medisch onderzoek, nanotechnologie, onderzoek naar metaalmoeheid en onderzoek naar oude kunst – denk aan het ontdekken van overgeschilderde verflagen in oude meesters.
De eerste proeven
Het prototype van Smart*Light is zo goed als klaar. Luiten verwacht dit jaar de eerste proeven te doen. Daarnaast wordt gewerkt aan de doorontwikkeling van proefopstelling naar een robuuste gebruikersfaciliteit, waarbij ook meerder gebruikers met meerdere vragen en gebruikerseisen kunnen worden bediend. In een volgende fase zal hardere röntgenstraling opgewekt gaan worden voor het onderzoek aan objecten met een hoge dichtheid, en ook de lichtintensiteit verder vergroot worden, zodat nog meer gebruikers bediend kunnen worden.