Universiteit
Links KVI-CART, 2023. Rechts: Bouw Kernfysisch Versneller Instituut in 1967. Foto Fotobedrijf Piet Boonstra, Groninger Archieven. Gebruik het schuifje om te vergelijken.

waybackmachine

Het Kernfysisch Versneller Instituut‘Energie van de toekomst’ werd ingehaald door de tijd

Links KVI-CART, 2023. Rechts: Bouw Kernfysisch Versneller Instituut in 1967. Foto Fotobedrijf Piet Boonstra, Groninger Archieven. Gebruik het schuifje om te vergelijken.
In vierhonderd jaar is er veel veranderd aan de RUG, maar andere dingen bleven verrassend hetzelfde. Deze week deel 11: hoe de energie van de toekomst langzaam maar zeker werd ingehaald door de tijdgeest.
13 april om 16:07 uur.
Laatst gewijzigd op 17 april 2023
om 10:17 uur.
april 13 at 16:07 PM.
Last modified on april 17, 2023
at 10:17 AM.
Avatar photo

Door Christien Boomsma

13 april om 16:07 uur.
Laatst gewijzigd op 17 april 2023
om 10:17 uur.
Avatar photo

By Christien Boomsma

april 13 at 16:07 PM.
Last modified on april 17, 2023
at 10:17 AM.
Avatar photo

Christien Boomsma

Achtergrondcoördinator en wetenschapsredacteur Volledig bio »
Background coordinator and science editor Full bio »

‘Chauffeurs! In verband met trilling en veiligheid, niet harder dan 10 km per uur!’ waarschuwen gele bordjes als je het Kernfysisch Versneller Instituut nadert.

Maar die bordjes staan er niet omdat het gevaarlijk zou zijn als er te hard gereden zou worden, zoals veel mensen denken. En het KVI werd ook niet zo ver weggestopt vanwege ‘stralingsgevaar’. Nee, trillingen van auto’s kunnen laserproeven verstoren. En straling? Er is meer straling buiten het gebouw dan binnen de metersdikke betonnen muren van de ‘bunker’.

Wel zorgde de deeltjesversneller dat de RUG meer dan een halve eeuw een internationale koploper was in het fundamenteel onderzoek naar de eigenschappen van atoomkernen.

Vandegraaffgenerator en versnellingsbuis in het Natuurkundig Laboratorium aan de Westersingel, foto Universiteitsmuseum Groningen

Wat waren ze trots op die allereerste deeltjesversneller in 1962. Het was een vandegraaffgenerator die na de verbouwing van het Natuurkundig Laboratorium aan de Westersingel in een toren van 33 meter hoog werd geplaatst. Hij kon tot vijf miljoen volt opwekken, schreef het Nieuwsblad van het Noorden, en zou gebruikt worden om ‘atoomkernen te plagen’, tot ze hun ‘geheimen zouden prijsgeven’.

Dat gebeurde door protonen in een porseleinen buis van 14 meter te versnellen tot een tiende van de snelheid van het licht en vervolgens te laten botsen.

Indrukwekkend? Mwah. Emeritus hoogleraar Muhsin Harakeh en hoogleraar kernfysica Nasser Kalantar van het KVI glimlachen als ze eraan denken. Voor échte kernfysica was zo’n ding ongeschikt, want vijf miljoen volt, dat is een kleintje, zegt Harakeh. 

Nee, dan de cyclotron die in de jaren zeventig naar Groningen kwam; het ding waarvoor de ‘bunker’ van het KVI werkelijk werd gebouwd.

Een leeg Zernike. Het ‘pijpje’ van het KVI is middenachter te zien (1971), Foto Universiteitsmuseum Groningen

Het KVI was een van de eerste gebouwen op wat nu het Zernikecomplex heet, maar toen nog ‘Paddepoel Noord’ werd genoemd. De eerste spade ging de grond in 1965, op het uiterste puntje van het terrein. 

De universiteit had het terrein nog maar net aangekocht om er een campus te bouwen. Er was dus geen denken aan om het KVI op landgoed Vosbergen bij Eelde neer te zetten, zoals initiatiefnemer Henk Brinkman aanvankelijk wilde. 

Ook handig: er was vlakbij een baggerdepot. En als er onderzoek naar neutronenbundels zou worden gedaan, konden die door de meetopstellingen naar buiten worden geschoten, waar ze door de modder zouden worden geabsorbeerd. Niet dat het neutronenonderzoek er ooit is gekomen, maar het hád gekund.

Twintig miljoen gulden kostte het project: een duizelingwekkend bedrag, zeker voor die tijd. Maar kernenergie werd gezien als de energie van de toekomst en de regering was bereid ruimhartig de portemonnee te trekken. Dat had Brinkman goed begrepen, toen hij in 1958 zijn lobby was gestart om een deeltjesversneller naar Groningen te halen. 

De UHV-verstrooiingskamer waarin interacties van laag-energetische, hooggeladen ionen met oppervlakken werden bestudeerd. Foto Hans Kraus, Groninger Archieven

De Azimuthally Varying Field-cyclotron (AVF) kwam in 1970 naar Groningen en werd ondergebracht in de ‘bunker’ met zijn muren van tweeënhalve meter dik, een betonnen plafond van anderhalve meter dik en een enorm magnetisch ‘juk’, waarin uiteindelijk de cyclotron werd geplaatst.

Die cyclotron versnelde de deeltjes, om ze vervolgens af te vuren naar de ‘experimenteerhal’ waar de daadwerkelijke proeven werden gedaan. 

Het kernfysisch onderzoek zette Groningen internationaal op de kaart. Het belangrijkste, in die tijd, vertelt Nasser Kalantar, was onderzoek naar giant resonances, waarbij als het ware alle deeltjes van een atoomkern in trilling worden gebracht, iets waar de AVF-cyclotron bijzonder geschikt voor bleek. 

Het onderzoek hield ook astronaut Wubbo Ockels na zijn afstuderen nog even in Groningen. Hij promoveerde in 1978 aan het KVI, al was hij toen al uitverkoren om de ruimte in te gaan. Het leverde een gekkenhuis van tv-camera’s en journalisten op tijdens zijn promotie, weet Harakeh nog. 

AGOR in 2019, Foto Felipe Silva 

Maar hoe succesvol ook, langzaam maar zeker begon de cyclotron beperkingen te krijgen. En dus werd uitgekeken naar een alternatief. 

In 1985 legde het ministerie 45 miljoen gulden op tafel voor een Frans-Nederlands samenwerkingsproject voor de bouw van de Accélérateur Groningen ORsay, liefkozend AGOR genoemd. Dat is de supergeleidende versneller die nog altijd zijn werk doet, zelfs al bereikte hij in 2015 ‘end of life’, oftewel het einde van zijn geplande levensduur. 

Het is een uniek apparaat. Want hoewel er wereldwijd honderden cyclotrons bestaan, is er slechts een klein aantal dat supergeleidend is en maar eentje die zowel zware als lichte deeltjes kan versnellen. 

Eigenlijk nog toeval ook, zegt Kalantar nu. De nieuwe versneller moest immers in het oude gebouw passen en ook nog hoge energieën kunnen opwekken. De enige manier waarop dat haalbaar was, was door hem de supergeleidende magneten mee te geven die hem nu zo uniek maken.

Vanaf het moment dat AGOR in Groningen kwam – in 1994 – sloegen onderzoekers een nieuwe richting in. AGOR bleek vooral geschikt voor onderzoek naar medische toepassingen, waaronder de protonentherapie, die sinds enkele jaren wordt toegepast in het UMCG. 

Nasser Kalantar en andere medewerkers van het KVI op de publieke tribune van de u-raad in 2019, Foto Christien Boomsma

Aan de kwaliteit van het onderzoek lag het niet. Toch kwam het KVI langzaam maar zeker in zwaar weer. Ach, gedoe om geld was er altijd geweest, zegt Kalantar. Al in 1967 vreesden de scheikundigen dat er zoveel geld in het KVI werd gestopt, dat er geen geld meer over zou zijn voor hen. ‘Om de vijf jaar of zo moeten we vechten voor ons budget.’

Maar na 2004 begon kernenergie ‘uit’ te raken. Onderzoeksfinancier FOM bouwde de jaarlijkse bijdrage aan het KVI af en hoewel Groningen het hoofd boven water wist te houden met internationale deals, zette de neergang in.  

In 2013 was er een reorganisatie. In 2016 – het instituut stond nog steeds in het rood – kwam er een reddingsplan, maar in 2018 besloot het college van bestuur alsnog dat de versneller weg moest. 

Het UMCG ‘redde’ de situatie en nam de versneller over, net als de medewerkers die de versneller werkend kunnen houden.

Toch is AGOR voor de RUG verloren en dat vinden zowel Harakeh als Kalantar kwalijk. ‘De infrastructuur is weg’, zegt Kalantar. ‘En dat is een probleem, want dat betekent ook dat we geen stralingsdeskundigen kunnen opleiden en die hebben we in Nederland nodig.’

Harakeh knikt. ‘Het zal me niks verbazen dat we over een paar jaar constateren dat Nederland weer kernfysisch onderzoek nodig heeft.’

Voor dit artikel is gebruik gemaakt van A. van der Woude, 40 jaar kernfysisch versneller instituut (Haren 2008) | Klaas van Berkel, Universiteit van het Noorden, delen II en III (Groningen 2017, 2022) | Gesprekken met Muhsin Harakeh en Nasser Kalantar

Engels