DIFFER-projectleider Beata Tyburska-Pueschel over de Ion Beam Facility

Tyburska-Pueschel, die op haar 15e wist dat ze natuurkundige wilde worden, keek al vroeg over de grens en is dat altijd blijven doen. ‘Helaas had Polen niet de infrastructuur voor ultramodern experimenteel onderzoek’, vertelt ze, ‘en daarom meldde ik mij aan voor stages en later voor promotieonderzoek bij het Max-Planck-Instituut voor Plasmafysica (IPP) in de buurt van München. In het begin sprak ik nauwelijks Duits of Engels, maar ik werkte hard. Zo deed ik veel kennis over ionenversnellers op.’

In de komende jaren wil Tyburska-Pueschel het ionenbundellaboratorium van DIFFER openstellen voor externe gebruikers uit vele vakgebieden. ‘Op dit moment onderzoeken we al materiaaleigenschappen voor onze eigen fusiewandmaterialengroep. Ik hoop ook onze zonne-energieonderzoekers aan te trekken voor werk aan katalysatoren en fotovoltaïsche energie. Maar er zou nog veel meer gedaan kunnen worden: kunst zoals schilderijen screenen op vervalsingen, of simuleren van de impact van kosmische stralen op kwetsbare elektronica in satellieten.’ De versneller van DIFFER bevindt zich op de campus van de TU Eindhoven en is uniek in Nederland. Tyburska-Pueschel verwacht dat er veel vraag is. ‘Ik ben van plan om lezingen en expertworkshops te ontwikkelen over wat je kunt doen met zo’n opstelling.’

Van fusie tot splijting

In haar promotieonderzoek gebruikte Tyburska-Pueschel ionenbundelanalyse en ionenbestraling in het versnellerlab van IPP om te onderzoeken hoe reactorwanden van het metaal wolfraam beschadigd raken door snelle deeltjes die uit een fusieplasma vliegen. ‘Met onze ionenversneller waren we een van de eerste groepen die zulke schade simuleerden. Een belangrijke onbeantwoorde vraag was hoeveel van de fusiebrandstof wordt geabsorbeerd in de reactorwanden. Tot dan toe had iedereen gekeken naar onbeschadigd wolfraam. Dat heeft een zeer laag absorptievermogen, dus goed nieuws. Wij toonden aan dat beschadigd wolfraam veel meer van de fusiebrandstof absorbeert dan het onbeschadigde metaal.’

Daarna ging ze postdoconderzoek doen aan de universiteit van Wisconsin-Madison (VS). Tijdens de vijf jaar die Tyburska-Pueschel doorbracht in de Verenigde Staten, had ze de kans om een andere wetenschapscultuur te ervaren dan die in Europa. Als manager van het lokale versnellerlab stond de fysicus versteld van het nauwe contact met de nabijgelegen versnellerfabrikant NEC (National Electrostatics Corporation): ‘Elkaar wat gunnen, dus. Of “Giving back”, zoals de Amerikanen zeggen. Wij trainden hun toekomstige medewerkers, zij verzorgden gratis reparaties, wij gaven hen de gelegenheid om nieuwe technieken te testen op onze locatie. Zo'n niveau van symbiose had ik in Europa nog nooit gezien.’ Bij DIFFER wil Tyburska-Pueschel hetzelfde nauwe contact opbouwen met HVE (High Voltage Engineering), de Nederlandse fabrikant die de ionenbundelversneller van het instituut zelf heeft gemaakt.

Upgrades

Maar eerst is er werk aan de winkel, zo ontdekte de onderzoeker in haar eerste werkweken: ‘Eerlijk is eerlijk: dit was het minst moderne versnellerlab dat ik ooit heb gezien! Alles deed het, maar alle systemen en besturingen waren verspreid over verschillende ruimtes. Al die trappen ... Ik heb nog nooit zoveel gelopen. Tegelijkertijd zie ik veel potentieel. Voordat we opengaan voor externe gebruikers, wil ik onze systemen upgraden. Dan kunnen we alles besturen vanuit één controlekamer, de beveiligingssystemen automatiseren, metingen in één centraal opslagsysteem zetten, enzovoort. Het gaat wat moeite kosten, maar dan kunnen we hier boeiend onderzoek doen.’

Nieuwsbrief Inside NWO-I, mei 2020
Tekst: Gieljan de Vries, DIFFER
Foto: DIFFER