Suomalaiset kehittävät aktiivisesti tulevaisuuden hiukkastörmäytintä

Viisi suomalaista teknologiayritystä, Helsingin yliopiston Fysiikan tutkimuslaitos (HIP) ja Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuslaitos Cern kehittävät yhdessä tekniikkaa tähän seuraavan sukupolven hiukkastörmäyttimeen. Kehitystyö kattaa valtaosan törmäyttimen kiihdytinelementtien suunnittelusta ja valmistuksesta. Taustalla on Euroopan komission rahoittama neljän vuoden ja 112 henkilötyökuukauden MeChanICs-hanke, jota koordinoi Fysiikan tutkimuslaitos.

-Tämä vahvistaa Suomen asemaa CLIC-törmäyttimen teknologiatoimittajana ja suomalaisten erityisosaamista lineaaritörmäyttimillä tehtävässä tutkimuksessa, sanoo projektin koordinaattori FT Kenneth Österberg Fysiikan tutkimuslaitoksen suurenergiafysiikan ohjelmasta.

Suomalaiset yritykset Lewel Group Finland, Loval, Mectalent, Metso Materials Technology ja Veslatec tekevät projektissa menetelmäkehitystä kiihdytinelementtien massavalmistuksen mahdollistamiseksi mikrometrin tarkkuudella. Yritysten osaaminen painottuu tietokoneavusteiseen suunnitteluun, valmistusteknisiin haasteisiin, materiaaliteknologiaan, kokoonpanosuunnitteluun sekä juotosteknologiaan.

Tämä 1.9.2010 alkava MeChanICs (Marie Curie linking Industry to CERN)-hankkeen budjetti on reilu miljoona euroa. Tekes on rahoittanut hankkeen valmistelua ja auttanut sen kokoamisessa. Tekesissä tieteen suurhankkeiden aktivoinnista vastaava Hannu Juuso sanoo, että hanke edistää suomalaisten pääsyä aitiopaikalle, kun tulevaisuudessa etsitään toimittajia kiihdytinosille.

-Pelkästään vuorovaikutus vaativassa ympäristössä vaativan asiakkaan kanssa auttaa yrityksiä parantamaan tuotteitaan sekä tarttumaan uusiin toimitusmahdollisuuksiin kansainvälisissä verkostoissa, Juuso toteaa.

CLIC seuraa Large Hadron Collideria

Compact Linear Collider (CLIC)-törmäytin tulee olemaan 48 kilometriä pitkä hiukkaskiihdytin, joka sijoitetaan maan alle suoraan tunneliin. Sveitsin Genevessä oleva Cern on yksi mahdollinen sijoituspaikka. Vaativaksi kehitystyön tekee erityisesti se, että kiihdytinosien koko on vain murto-osa Cernin juuri valmistuneen Large Hadron Collider (LHC)-törmäyttimen osista tarkkuusvaatimusten ollessa samalla huomattavasti tiukempia.

CLICin rakentamispäätöstä odotetaan viiden vuoden sisällä.

-Tarvittava muutaman mikrometrin tarkkuus on tähän asti saavutettu vain noin kymmenelle kiihdytinrakenteen prototyypille ja ainoastaan muutamalta toimittajalta. Työ on erittäin haastava, sillä CLICiä varten on näitä osia tuotettava noin 150 000 kappaletta. Jokainen kappale voi koostua jopa 30 erillisestä tarkkuusosasta. Työ on tehtävä aikataulussa kustannustehokkaasti, ja kaikki kiihdytinkomponentin osat on saatava linjatuksi alle hiuksen halkaisijan tarkkuudella koko 48 kilometrin matkalle tunnelin sisällä, MeChanICs-hankkeen tutkija Risto Nousiainen kertoo.

MeChanICs-hankkeen aikana suomalaisten yritysten työntekijät lähtevät noin vuodeksi Cerniin osallistuakseen CLIC-törmäyttimen kehitystyöhön ja oppimaan ympäristössä, joka edustaa maailman huippua kiihdytintekniikan alalla. Cern lähettää vastavuoroisesti omat asiantuntijansa työskentelemään lyhyeksi ajaksi yrityksiin.

Cernille hanke on ensimmäinen teollisuuden henkilövaihtohanke. Hanke vahvistaa entisestään keskuksen pyrkimyksiä rakentaa vaativat laitteistonsa yhteistyössä Euroopan tutkimuslaitosten ja teollisuuden kanssa. Cernin pääjohtaja Rolf Heuer on innostunut suomalaisten aktiivisuudesta teknologiansiirrossa.

-Suomalaiset ovat toimittaneet LHC:hen hyvin vaativia osia kuten magneettien suprajohteita ja magneetteja syöttäviä teholähteitä. Olen iloinen, että osaavat suomalaisyritykset ovat ottaneet aktiivisen roolin CLICin kehitystyössä. Yhteistyö innovatiivisten yritysten kanssa on Cernille erityisen tärkeää, jotta tulevaisuuden haastavat megahankkeet saadaan rakennetuksi aikataulun ja kustannuskehyksen puitteissa.

Taustatietoa:

Cern (European Organization for Nuclear Research) on Genevessä sijaitseva aineen perusrakennetta eli alkeishiukkasia ja niiden vuorovaikutuksia tutkiva Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus. Suomen Cern-yhteistyötä koordinoi Fysiikan tutkimuslaitos, joka on Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston, Jyväskylän yliopiston, Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston yhteinen tutkimuslaitos. Fysiikan tutkimuslaitoksen tehtävänä on harjoittaa ja edistää fysiikan perustutkimusta ja soveltavaa tutkimusta, hiukkaskiihdytinkeskuksiin liittyvää soveltavaa teknologiankehitystä sekä osallistua fysiikan alan tutkijakoulutukseen.

Lewel Group Finland keskittyy tietokoneavusteiseen suunnitteluun. MeChanICs-hankkeessa Lewel Group Finland soveltaa suunnitteluosaamistaan hiukkasfysiikan tarpeisiin.

Veslatec on pk-yritys, joka tarkkuusmekaniikan asiantuntijana toimii yhteistyössä Cernin valmistustekniikan ammattilaisten kanssa kohdentaen osaamistaan olemassa oleviin sekä tuleviin valmistusteknisiin haasteisiin erityisesti kiihdytinkomponenttien CNC-koneistuksen alueella.

Metso Materials Technology on osa suurta Metso konsernia, mikä materiaalitekniikan asiantuntijana tulee toimimaan yhdessä Cernin asiantuntijoiden kanssa CLICiin liittyvien materiaaliteknologisten haasteiden ratkaisemiseksi teollisessa mittakaavassa.

Mectalent on erikoistunut haasteelliseen kokoonpanosuunnitteluun ja siksi erityisen kiinnostunut osallistumaan kiihdytinelementtien kokoonpanon kehittämiseen sekä kokoonpanon tuotannollistamiseen.

Loval juotosteknologian asiantuntijana kehittää kiihdyttimen elementtien esikokoamisen jälkeen tapahtuvaa tyhjiöjuotosta, jolla monia materiaaleja käyttävät osat liitetään toisiinsa tarkasti ja puhtaasti.

Tekes, teknologian ja innovaatioiden kehittämiskeskus välittää tietoa tieteen suurhankkeista ja edistää suomalaisten yritysten ja tutkijoiden mahdollisuuksia päästä mukaan kansainvälisiin, vaativiin teknologiahankkeisiin. Yhteistyön toivotaan synnyttävän yrityksille uutta osaamista, referenssejä, verkottumista ja ennen kaikkea uutta liiketoimintaa. Tekesin tieteen suurhankkeiden aktivoinnissa tullaan jatkossa käynnistämään vastaavia hankekokonaisuuksia eritoten tarkkuustyöstön, instrumenttiteknologioiden ja suurteholaskennan alueella. Uusia yrityksiä kaivataan mukaan näihin hankkeisiin.

Tieteen suurhankkeet tarjoavat yrityksille ja tutkimusryhmille paljon mahdollisuuksia

Euroopassa on parhaillaan käynnissä lukuisia tieteen suurhankkeiden megaprojekteja, joihin suomalainen teollisuus osallistuu aktiivisesti. Näistä näkyvin on vuonna 2008 valmistunut Cernin Large Hadron Collider (LHC). Tämän lisäksi Euroopan eteläinen observatorio ESO rakentaa ja valmistelee uusien tutkimuslaitteistojen rakentamista tähtitieteen tarpeisiin. Käynnissä on myös Suomen teollisuuden osallistumisen valmistelu ITER-fuusiokoereaktorin osakokonaisuuksien toimittamiseksi.

Saksan Darmstadtiin rakenteilla olevaan miljardiluokan GSI/FAIR-hankkeeseen etsitään myös teollisuutta toimittamaan osaamistaan. Lisäksi Euroopassa on käynnissä lukuisia synkrotronilaitteistojen rakennushankkeita, jotka avaavat suomalaisille toimitusmahdollisuuksia.

Euroopan avaruusjärjestö ESA ja Euroopan sääsatelliittijärjestö Eumetsat hankkivat jatkuvasti uutta tekniikkaa, jonka toimittajiksi etsitään aktiivisesti suomalaista osaamista. Nämä keskukset hankkivat tekniikkaa, tuotteita ja palveluita vuosittain miljardeilla euroilla.