GRIPnu. -Garpenberg Research Infrastructure Project for neutrinos. Hedemora

Transkript

1 GRIPnu -Garpenberg Research Infrastructure Project for neutrinos Hedemora

2 Innehållsförteckning Bakgrund... 2 Syfte... 4 Mål... 4 Arbetssätt och verksamhetsbeskrivning... 4 Resultatspridning... 5 Projektavgränsning... 5 Målgrupp... 5 Projektorganisation... 5 Regionalt tillväxtprogram... 6 Är ni en upphandlande enhet enligt lagen om offentlig upphandling?... 6 Tidsplan... 6 Ekonomi (indikativ budget)... 7 Kopplingar till andra projekt/insatser... 7 Uppföljning/utvärdering... 8 Verksamhet efter projekttiden... 8 Effekter på sikt... 8 Övriga resultat... 9 Integration, jämställdhet och miljö

3 Projektbeskrivning Den nya partikelaccelerator, som är under uppbyggnad vid European Spallation Source ESS i Lund, skulle alltså kunna användas för att producera en stråle av neutriner, vilka, liksom kvarkar, är elementarpartiklar. En sådan stråle kan användas för studier av centrala frågor relaterade till universums uppkomst i Big Bang. Studierna bygger på att partikelstrålen sänds en lång sträcka, ca 50 mil, från produktionsstället i Lund till en sofistikerad neutrinodetektor av avsevärd storlek, en miljon kubikmeter i volym, belägen 1 km under jord. Det står utom allt tvivel att en sådan högteknologisk och storskalig anläggning inte kan planeras och byggas utan en omfattande och långvarigt medverkan av lokala tillverknings- och serviceföretag. En central frågeställning för projektet är således om den gruva som finns i Garpenberg kan användas för lokaliseringen av denna detektor och hur lokal industri och det lokala samhället skulle kunna medverka i och dra nytta av en sådan etablering. Syftet med rubricerad förstudie är att utreda lämpligheten av lokaliseringen av forskningsanläggningen i Garpenberg samt undersöka hur lokal industri och företagsamhet i Bergslagen, speciellt i regionen kring Hedemora och Garpenberg, kan utvecklas och dra nytta av etableringen av ett större infrastrukturprojekt för grundforskning. Målet är en rapport som visar på gruvans lämplighet för projektet samt vilken lokal industri och offentlig verksamhet som finns eller kan utvecklas för att dra nytta av en etablering i Garpenberg. Vidare är målet att ha arbetat fram en ansökan om fortsatt finansiering i den mån projektet fortskrider enligt plan och förstudien har resulterat i att lokaliseringen i Garpenberg anses vara lämplig. En styrgrupp och projektledare kommer att tillsättas i förstudiens första fas. Förstudien kommer att pågå från till Förstudien kommer att genomföras i nära samverkan med Uppsala Universitet, professor Tord Ekelöf, Hedemora kommun, Boliden Mineral AB, Hedemora Näringsliv AB samt gruvkonsultföretag och andra liknande konsultföretag. Projektet ligger väl i linje med Dalastrategin. Projektet har potential att etablera länet på kartan vad det gäller plats för forskning på hög nivå och därmed attrahera världsledande forskare, kompetens och företag, vilket bidrar till tillväxt och skapar en attraktivare region. Rubricerat projekt kan anses vara ett nytt kunskapsområde för länet som på sikt kan leda till mycket stor tillväxt för regionen förutsatt att de utvecklingsinsatser som behövs för att detta ska bli av också kommer till stånd. Bakgrund Enligt den kosmologiska Big-Bang-modellen startade universums utveckling från en enorm koncentration av energi där partikel-antipartikel-par kontinuerligt skapades och förintades. När universum expanderade kyldes det ner, vilket gjorde att materia och antimateria, i exakt 2

4 lika stora kvantiteter, tog mer beständig form. Successivt sammanstötte dock partiklar med antipartiklar vilket ledde till att de då förintades under utsändandet av två fotoner. (Jämför Positron-Emission Tomografi, PET, vid våra sjukhus, i vilken positroner, elektronernas antipartiklar, förintas när de sammanstöter med elektroner, varvid par av fotoner utsänds ut och kan användas för att skapa en bild av den sjuka vävnad inne i patientens kropp, i vilken ett positron-emitterande radioaktivt preparat först injicerats och koncentertas till den sjuka vävnaden). Ändå är vi nu i ett universum bestående av enbart materia. Detta är ett av de största olösta problemen inom modern fysik och kosmologi. Hypotesen är att ett mycket liten brott mot materia-antimateria-symmetrin utvecklades under avkylningen och ledde till uppkomsten av en mycket liten bråkdels (en del av en miljard) överskott av materia, som inte tillintetgjordes efter den annars slutligen globala förintelsen av materia och antimateria till fotoner. Ett observerbart tecken på att denna globala förintelse inträffat efter Big Bang är att det finns ca en miljard fler fotoner än protoner i universum. Även om mängden återstående materia är enormt liten jämfört med den som skapades strax efter Big Bang, utgör den nu all den materia som hela vårt nuvarande universum består av. Brott mot materia-antimateriasymmetri för kvarkar kunde experimentellt observeras redan under 1960-talet och kan förklaras med partikelfysikens Standardmodell (SM). Men det observerade kvark-antikvarksymmetribrottets storlek är alldeles för litet för att förklara den stora mängd materia som nu finns i universum. SM kan därför inte ge en lösning på detta problem. Tolkningen av nya experimentella neutrinomätningar i Kina och Sydkorea som publicerades under våren 2012 ger vid handen att det med största sannolikhet kommer att vara möjligt att mäta storleken på neutrino-antineutrino-asymmetrin och att denna assymmetri är ca tre gånger större vid det andra neutrino-oscillations-maximet än det första maximet. Den nya partikelaccelerator, som är under uppbyggnad vid European Spallation Source ESS i Lund, skulle alltså kunna användas för att producera en stråle av neutriner, vilka, liksom kvarkar, är elementarpartiklar. En sådan stråle kan användas för studier av centrala frågor relaterade till universums uppkomst i Big Bang. Studierna bygger på att partikelstrålen sänds en lång sträcka, ca 50 mil, från produktionsstället i Lund till en sofistikerad neutrinodetektor av avsevärd storlek, en miljon kubikmeter i volym, belägen 1 km under jord. Det står utom allt tvivel att en sådan högteknologisk och storskalig anläggning inte kan planeras och byggas utan en omfattande och långvarigt medverkan av lokala tillverknings- och serviceföretag. En central frågeställning för projektet är således om den gruva som finns i Garpenberg kan användas för lokaliseringen av denna detektor och hur lokal industri och det lokala samhället skulle kunna medverka i och dra nytta av en sådan etablering. ESS i Lund skulle med fördel kunna anpassas för att kunna generera denna intensiva stråle av neutriner, vilket skulle innebära en relativt låg investeringskostnad och en möjlig mottagningsstation i Garpenberg där det andra neutrino-oscillations-maximet ligger. Tidsperspektivet för mätningar är ca 20 år och investeringskostnaden uppgår till flera miljarder. Driften av anläggningen uppskattas till ca 1 miljard/år. Om en neutrino-antineutrino-asymmetri kommer att kunna observeras och uppmätas kommer detta på ett avgörande sätt bidra till en förståelse, bortom SM, av omfattningen av all den materia vi observerar omkring oss i universum och som vi också själva består av. Effekterna för Sverige och regionen blir naturligtvis omfattande av en sådan forskningsanläggning, både ur ett forsknings- och tillväxtperspektiv. Det attraktionsvärde som en dylik anläggning kommer att generera är inte heller försumbart för regionen. 3

5 Syfte Syftet med förstudien är att utreda lämpligheten av lokaliseringen av forskningsanläggningen i Garpenberg samt undersöka hur lokal industri och företagsamhet i Bergslagen, speciellt i regionen kring Hedemora och Garpenberg, kan utvecklas och dra nytta av etableringen av ett större infrastrukturprojekt för grundforskning. Mål Målet är en rapport som visar på gruvans lämplighet för projektet samt vilken lokal industri och offentlig verksamhet som finns eller kan utvecklas för att dra nytta av en etablering i Garpenberg. Vidare är målet att ha arbetat fram en ansökan om fortsatt finansiering i den mån projektet fortskrider enligt plan och förstudien har resulterat i att lokaliseringen i Garpenberg anses vara lämplig. Arbetssätt och verksamhetsbeskrivning Förstudien delas i ett första skede upp i två delar; dels en del som utreder den tänkta lokaliseringens lämplighet ur ett tekniskt perspektiv, dels en del som inventerar vilken lokal/ regional industri och offentlig verksamhet som finns eller behöver utvecklas för projektet och som kan dra nytta av en etablering av forskningsanläggningen i Garpenberg. Detta omfattar exempelvis företag med relevant komptens som kan åta sig: Undersökningar av tryck och hållfasthet i berggrunden på 1 km djup genom så kallad core drilling. Beräkningar och design av det exceptionellt stora bergsutrymmet för neutrinodetektorn (typisk dimension i bergrummets alla tre ledder är meter) på 1 km djup Planering och design av alla underjordiska serviceutrymmen och tillträdestunnlar Utsprängning av sådana bergsutrymmen, serviceutrymmen och tillträdestunnlar Upptransport och omhändertagande av bergmassorna från utsprängningen Säkring av bergsutrymmens väggar med betong och stålbultar Behandling av bergsutrymmenas väggar så att de blir helt vattentäta Konstruktion av ställningar utmed väggarna för montering av omkring fotodetektorer (fotomultiplikatorrör) Montering av fotodetektorer Montering av högspännings- och signalelektronik med kablar till fotodetektor Uppförande, drift och service av pumpsystem och vattenreningsverk för det mycket rena vattnen som skall fylla bergsutrymmet och i vilket neutrinerna detekteras (bergutrymmets volym ca kubikmeter) Uppförande, drift och service av ett underjordisk kontrollrum med datorer och digitaliseringselektronik Installation, drift och service av diverse monitoreringssensorer och kontrollelektronik Installation, drift och service av säkerhetssystem och övervakningssystem Installation, drift och service av ventilation och grundvattenpumpar Utredning av tillstånd från myndigheter för alla de delar av verksamheten som kräver detta mm. 4

6 Utöver detta kommer också behov av bostäder, restauranger och kulturutbud för driftspersonal och internationella besöksforskare samt annan offentlig service och behov av kompletterande infrastruktur som anläggningen medför. Resultatet av dessa två delar fogas sedan samman i en rapport som kan användas som ett underlag inför en eventuell ansökan, i den mån det visar sig vara möjligt, för att finansiera nästa steg i projektets genomförande. Rapporten ska också beakta jämställdhets- miljö- och integrationsaspekter av investeringen. En styrgrupp och projektledare kommer att tillsättas i förstudiens första fas. Förstudien kommer att genomföras i nära samverkan med Uppsala Universitet, professor Tord Ekelöf, Hedemora kommun, Boliden Mineral AB, Region Dalarna, Hedemora Näringsliv AB samt gruvkonsultföretag och andra liknande konsultföretag. Resultatspridning Rapporten som förstudien generar kommer att ligga till grund för en eventuell ansökan om EU medel för det fortsatta arbetet. Vidare kommer rapporten att användas av akademin i förhandlingar på högre nivå avseende hela neutrinoprojektet ( Lund och Garpenberg) Projektavgränsning Denna förstudie är den första fasen (i det lokala/ regionala perspektivet) av ett större investerings/ forskningsprojekt. Varken Hedemora Näringsliv AB eller Hedemora kommun har erfarenhet av något liknande sen tidigare och behöver därför extra resurser för att kunna vara forskningen behjälpliga och kunna mobilisera det lokala och regionala samhället för denna potentiella etablering av forskningsanläggning platsbunden till Garpenberg. Lokalt och regionalt handlar det också om en lärandeprocess för att mer effektivt kunna hantera liknande situationer i framtiden. Målgrupp Målgruppen är dels den europeiska forskningssamarbetsgrupp som har intresse av att konstruera och utnyttja infrastukturen, dels de företag och den offentliga verksamhet i regionen som skulle utvecklas kring projektet vid etableringen av infrastrukturen. Projektorganisation Hedemora Näringsliv AB är projektägare till rubricerat projekt. En styrgrupp bestående av representanter från Hedemora kommun, Uppsala Universitet, Hedemora Näringsliv AB och 5

7 Region Dalarna kommer att tillsättas under projektets första fas. Vidare kommer projektledare att tillsättas så snart om beslut erhållits. Regionalt tillväxtprogram Projektet ligger väl i linje med Dalastrategin. Projektet har potential att etablera länet på kartan vad det gäller plats för forskning på hög nivå och därmed attrahera världsledande forskare, kompetens och företag, vilket bidrar till tillväxt och skapar en attraktivare region. Det är viktigt att möta den alltmer kunskapsbaserade ekonomin med en större medvetenhet om forskningens betydelse för tillväxt. En forskningsanläggning av detta slag i regionen kommer starkt att bidra till en ökad medvetenhet om, och vilja att satsa på högre utbildning, vilket anses vara av vikt för länets framtida konkurrenskraft. Samtidigt kan krav komma att ställas på företagens kompetens, vilket initierar en vilja till kunskapshöjning hos de redan anställda i företagen i regionen; en strategiskt viktig ingrediens för att kunna möta den alltmer kunskapsbaserade ekonomin. Näringslivets förändrings- och konkurrensförmåga kommer att påverkas positivt i och med att företagens kunskapsnivå höjs, och kanske framför allt, att individernas förändringsbenägenhet ökar. Ett nytt styrkeområde kan komma att etableras i länet som ger förutsättningar för att det i Dalarna fortsatt ska utvecklas specialiserade produkter och tjänster relaterade till området. Detta skapar ett bättre innovationsklimat med nya affärsmöjligheter på sikt och ökande exportintäkter till länet. I Dalastrategin säger man också att I den ständigt pågående omdaningen av näringslivet kommer nya tillväxtområden att uppstå i gränssnittet mellan olika näringar, branscher och teknik- och kunskapsområden. Det gäller då att vara mycket uppmärksam på denna process för att i tidiga skeenden kunna möta behovet av stödjande utvecklingsinsatser. Rubricerat projekt kan anses vara ett nytt kunskapsområde för länet som på sikt kan leda till mycket stor tillväxt för regionen förutsatt att de utvecklingsinsatser som behövs för att detta ska bli av också kommer till stånd. Är ni en upphandlande enhet enligt lagen om offentlig upphandling? Ja Tidsplan Datum för projektstart Datum för projektavslut

8 Ekonomi (indikativ budget) Kostnader 2016 Personalkostnader Schablon lönebikostnader Externa tjänster Indirekta kostnader schablon Offentliga bidrag i annat än pengar HNAB Hedemora kommun SUMMA Finansiering Hedemora kommun Region Dalarna TVV Offentliga bidrag i annat än pengar HNAB Hedemora kommun SUMMA Kopplingar till andra projekt/insatser Förstudien i sig är ett samarbete mellan den vetenskapliga samarbetsgruppens ledning, Boliden Mineral AB i Garpenberg, lokala konsultföretag som Garpen Gruvkonsult AB, lokala service- och produktionsföretag samt ansvariga för näringslivskontakter inom kommun och region. De forskningsfrågor som kan studeras med neutrinodetektorn är av central betydelse för vår förståelse av Universums uppbyggnad. Följaktligen finns betydande intresse i andra länder, t.ex. i Japan och i USA, för etableringen av liknande projekt där. Acceleratorn vid ESS i Lund visar sig dock ge klara tekniska fördelar för denna typ av experimentella studier och har dessutom den avsevärda fördelen att den nu redan är under uppbyggnad. Den tekniska bakgrunden och de utmaningar industrin skulle behöva arbeta med för att realisera projektet är följaktligen förhållandevis väl utredda. Syftet med projektet är därför att undersöka i vilken utsträckning placeringen i Garpenberg gör det möjligt att utveckla och gynna lokal och regional företagssamhet och stimulera den lokala samhällsutvecklingen. Forskningsprojektet bedrivs av en europeisk samarbetsgrupp med forskare från ESS i Lund och CERN i Genève samt från universiteten in Strasbourg, Padova, Madrid, Paris, Durham, Sofia, Krakow, Uppsala, Stockholm KTH och Lund. 7

9 Utbildningscentrum Gruvorten som är placerad i Garpenberg har en koppling till rubricerat projekt såtillvida att användande förutses av utbildningscentrumets simulatorer för utbildningsinsatser för att trygga viss del av kompetensbehovet som investeringen genererar. Uppföljning/utvärdering Förstudien kommer att följas upp internt av projektledning och styrgrupp. Verksamhet efter projekttiden Efter förstudiens projekttid, och under förutsättning av forskningskonsortiets arbete fortskrider enligt plan, är avsikten att gå vidare med ansökan om projektmedel för nästa fas i projektet. I det fall investeringen kommer till stånd, kommer det omfattande behovet av de tillverknings-, monterings-, konstruktions- och servicearbeten att leda till en betydande och fruktbar lokal utveckling av ny kompetens, ny företagsamhet och nya arbetstillfällen och därmed till ökad regional tillväxt. Då de tekniska krav som ställs på uppbyggnaden av denna infrastuktur är mycket höga måste de som ska vara med som leverantörer anstränga sig och prestera mer än de brukar göra, vilket är pådrivande för innovation och tillväxt. Som ett exempel på detta kan nämnas Erik Olssons mekaniska verkstad i Tollarp i Skåne som fick uppdraget producera avancerad utrustning till synkrotonljusinfrastrukturen MAX III i Lund. Så här står det på deras hemsidan: Även om delar till partikelacceleratorer och liknande avancerade produkter inte är det vi tillverkar mest är vi stolta över att vi får förtroendet och att vi har kompetensen. Det är sådana uppdrag som gör att vi också blir bättre på de mer vardagliga uppdragen. De investeringar som måste göras i de angivna typerna av arbeten för den underjordiska neutrinodetektorn motsvarar flera miljarder kronor, varav en betydande del kommer att användas för att betala beställningar i lokal företagsamhet. Även finansieringen av driftskostnaderna för den färdiga infrastrukturen, vilken uppskattas ligga på nivån av ca en miljard om året, skulle komma regionen till godo. Enligt uppgifter från andra storforskningsanläggningar av likande typ, som t.ex. CERN i Genève, hamnar ca 80 procent av driftskostnaderna som beställningar hos företag i en region med en radie på cirka 10 mil. Effekter på sikt En forskningsanläggning i Garpenberg kommer på sikt att bidra till fler arbetstillfällen i regionen, en mer attraktiv region för etableringar, framför allt för mindre hightech- och serviceföretag samt en ökande befolkning. Vidare kommer kunskaps och utbildningsnivån att höjas i och med en koncentration av forskningsverksamhet inom området till länet. Det lokala/regionala näringslivets förändringsförmåga, kunskapsnivå och konkurrenskraft förbättras också vilket bidrar till tillväxt. 8

10 Besökande forskare och andra besökare bidrar till att besöksnäringen utvecklas positivt och att de internationella kontaktytorna utvecklas avsevärt. Övriga resultat Aktörer i länet kommer genom lärandeprocessen att kunna hantera likande situationer i framtiden på ett effektivt och professionellt sätt. Integration, jämställdhet och miljö De horisontella kriterierna integration, jämställdhet och miljö kommer att beaktas inom ramen för förstudien. Detta ska redogöras för i rapporten som förstudien resulterar i. 9